สัมประสิทธิ์การลากคืออะไร?

ในสาขาของไหลและอากาศพลศาสตร์ลากสัมประสิทธิ์หมายถึงตัวเลขตัวเลขที่แสดงถึงความต้านทานของวัตถุ - หรือลาก - เมื่อมันย้ายกับสื่อของเหลวซึ่งส่วนใหญ่เป็นน้ำหรืออากาศ นอกจากนี้ยังสามารถแยกปัจจัยในพื้นที่ผิวที่วัตถุยืนเช่นซีเมนต์หญ้าหรือน้ำ คำนี้ใช้บ่อยที่สุดเมื่อสร้างเครื่องจักรเช่นรถยนต์เครื่องบินและเรือ

นักพลศาสตร์ใช้สูตรต่อไปนี้เพื่อคำนวณหาค่าสัมประสิทธิ์การลากของวัตถุ: 2Fdd / pv2A ในสูตรนี้“ Fd” หมายถึงแรงลากของวัตถุหรือพลังงานที่เคลื่อนที่ข้ามทิศทางของวัตถุ "p" คือความหนาแน่นมวลของสื่อในขณะที่ "v" หมายถึงความเร็วหรือความเร็วของวัตถุ ในทางกลับกัน“ A” เกี่ยวข้องกับพื้นที่อ้างอิงของวัตถุ

หลักการพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังสูตรสัมประสิทธิ์การลากคือความหนาแน่นของตัวกลางที่เป็นของเหลวนั้นแปรผันตามแรงที่กระทำต่อวัตถุและความเร็วกำลังสองของวัตถุที่สัมพันธ์กับของไหล หลักการนี้จะชัดเจนมากขึ้นเมื่อสูตรกลับด้าน: Fd = (pv2 cdA / 2) A นี่ก็หมายความว่าสัมประสิทธิ์การลากสามารถแตกต่างกันไปตามความเร็วของน้ำที่ไหลผ่านวัตถุ ในทางกลับกันความเร็วสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามรูปร่างของวัตถุ

กฎทั่วไปของหัวแม่มือคือพื้นที่ที่กว้างกว่าที่สื่อของเหลวต้องผ่านให้มากขึ้นค่าสัมประสิทธิ์การลากสูงขึ้น ด้วยสี่เหลี่ยมจัตุรัสและรูปกรวยพื้นที่กว้างของจัตุรัสช่วยให้อากาศกดได้มากกว่าเมื่อเทียบกับกรวยซึ่งอากาศสามารถพุ่งออกจากรูปร่างแหลมได้เร็วขึ้น ด้วยวิธีนี้วัตถุรูปทรงสี่เหลี่ยมจะมีแรงต้านมากขึ้นและมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนที่ช้าลงเมื่อเปรียบเทียบกับวัตถุรูปทรงกรวย

หลักการนี้มักใช้ในการออกแบบรถยนต์โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับรถสปอร์ตที่ต้องอาศัยความเร็วมาก เราสามารถสังเกตได้ว่ารถแข่งมีขนาดเล็กลงและมีด้านหน้าที่เรียบและเอียง นี่คือการปล่อยให้อากาศผ่านได้ง่ายขึ้นผ่านรถยนต์โดยไม่มีสิ่งกีดขวางใด ๆ ดังนั้นจึงมีค่าสัมประสิทธิ์การลากที่ต่ำกว่าความเร็วที่มากขึ้นและการใช้เชื้อเพลิงที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น รถสปอร์ตยังมีแนวโน้มที่จะนั่งบนพื้นดินต่ำกว่ารถยนต์ทั่วไปดังนั้นอากาศที่มาระหว่างยางกับพื้นจะลดลง ด้วยวิธีนี้รถจะยึดเกาะกับพื้นได้ดีกว่าและสามารถขับขี่ได้เร็วขึ้น