Wie kann man den Luftwiderstand tatsächlich berücksichtigen?

Was mich an meinem bisherigen Studium interessiert, ist, dass wir in vielen Mathematik- und Physik-Grundkursen für Anfänger oft aufgefordert werden, Flugbahnen, Geschwindigkeiten usw. zu berechnen, indem wir "den Luftwiderstand ignorieren". Offensichtlich bildet dies das wirkliche Leben nicht genau ab.

Wie wird eigentlich ein Problem berechnet, ohne den Luftwiderstand zu ignorieren? Gibt es eine Art "Luftwiderstandsfunktion", die je nach Höhe variiert?

Sie können es ad hoc berücksichtigen (mit einer linearen oder quadratischen geschwindigkeitsabhängigen Widerstandskraft), oder Sie können es "richtig" machen und es auf der Grundlage der Hydrodynamik berechnen. Der Schwierigkeitsgrad steigt sehr stark an, wenn Sie von Ad-hoc-linearen zu Ad-hoc-quadratischen zu hydrodynamischen Berechnungen übergehen.

Antworten (2)

In erster Ordnung fällt der Luftwiderstand bei Unterschallgeschwindigkeit in zwei Bereiche. Bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten kann es mit einer linearen Reaktion auf die Geschwindigkeit modelliert werden, während Sie bei jeder höheren Geschwindigkeit im Allgemeinen eine quadratische Reaktion beobachten.

Das Verhältnis der Reynoldszahl nähert sich dem relativen Beitrag beider Komponenten und hat ableitbare Werte, abhängig von der geometrischen Figur, mit der Sie es zu tun haben, und der Viskosität der Flüssigkeit. Ich weiß, dass es einige fluiddynamische Modelle gibt, aber sie sind um einige Stufen schwieriger als diese beiden Annäherungstechniken.

Ja da ist. Üblicherweise können Luftwiderstand oder andere Arten von Widerstandskräften als betrachtet werden B v 2 oder B v Wo B ist eine Konstante, die von vielen Dingen abhängt. Zum Beispiel Druck, Dichte und so weiter. Diese Funktionen sind nur eine Annäherung und werden experimentell abgeleitet. Sie wissen, dass Reibung eine tatsächlich komplizierte Kraft ist! Sie werden normalerweise vernachlässigt, da wir eine einfache Differentialgleichung haben.