Widerstandskraft bei hohen Geschwindigkeiten [duplizieren]

Der Hochgeschwindigkeitsausdruck, proportional zu$v^2$ist der Staudruck, der ausschließlich ein Impulsübertragungseffekt ist und nichts mit der Viskosität zu tun hat - im Gegensatz zum Stokes-Gesetz mit niedriger Strömungsgeschwindigkeit, das Sie oben zitieren.

Um den Staudruck zu verstehen, der insbesondere bei Überschallobjekten auftritt, muss man bezeugen, dass das Objekt Flüssigkeit aus seinem Weg schiebt und letztere in einem hohen Winkel zur Flugbahn abfließt. Stellen Sie sich ein stationäres Objekt mit einer flachen Vorderfläche vor, das von einer Hochgeschwindigkeitsströmung umflossen wird. Auf die ebene Fläche auftreffende Flüssigkeit wird nahezu rechtwinklig zur ankommenden Strömung abgelenkt. Wenn Sie den Impuls pro Zeiteinheit zusammenzählen, den das Objekt auf diese Strömung ausüben muss, um die Änderung des Flüssigkeitsimpulses zu bewirken, ist er proportional zur Strömungsgeschwindigkeit (die wiederum proportional zur Strömungsgeschwindigkeit ist) und auch proportional zum Impuls des einzelnen Flüssigkeitsteilchens - ebenfalls proportional zur Strömungsgeschwindigkeit. Das Produkt dieser beiden ist also proportional zu$v^2$.

Der Staudruck ist wichtig für die Dynamik von Sternen, Galaxien usw., da diese kosmologischen Einheiten durch interstellares Gas und Staub strömen.

Bearbeiten: siehe Kommentar von ja72: "Beide sind in Kraft, aber einer dominiert den anderen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten". Ich habe das immer irgendwie vermutet -$i.e$dass man ein Modell des Formulars verwenden könnte$F = \alpha v + \beta v^2$aber ich war mir nie zu sicher - weil sich die Strömungsform, die sich aus dem Staudruck ergibt, mit der Geschwindigkeit ändert (Änderungen des Delfexionswinkels), so dass man andere Variablen in der Impulsbilanz hat als das, was ich beschrieben habe. Daher schätze ich, dass ein komplizierteres Modell anders als$F = \alpha v + \beta v^2$hält bei Zwischengeschwindigkeiten. Dazu müssten Sie aber einen Strömungsexperten fragen. Vielleicht sollten Sie auch die Frage stellen, "welches Modell hält bei mittleren Geschwindigkeiten"?