물체가 받는 공기저항은 공기와 마주하는 물체의 면적과 모양에 따라 어떤 차이가있나요?
물체가 받는 공기저항의 경우
면적이 넓어지면 당연히 그 크기는 커지겠지만
동일한 면적일 경우
공기와 마주하는 면의 모양에 따라
공기저항의 값이 달라질 수도 있나요?
아니면 면의 모양이 달라도 면적이 같으면
공기저항의 값은 동일하나요?
안녕하세요. 조사를 해본 결과 면적은 공기저항의 크기에 영향을 미치는 요소 중 하나이지만, 공기와 마주하는 면의 모양 또한 공기저항의 크기에 영향을 미칩니다.
공기저항은 물체의 운동 방향에 직각으로 작용하는 힘입니다. 공기저항은 물체와 공기 사이의 마찰력과 유체의 운동 에너지 손실에 의해 발생합니다.
공기와 마주하는 면의 모양이 둥글수록 공기의 흐름이 균일하게 이루어져 공기저항이 작습니다. 반면, 공기와 마주하는 면의 모양이 각진 경우 공기의 흐름이 불규칙하게 이루어져 공기저항이 커집니다.
예를 들어, 둥근 공은 각진 공과 같은 면적을 가지고 있더라도 공기저항이 더 작습니다. 이는 둥근 공의 표면이 각진 공의 표면보다 부드러워 공기의 흐름이 균일하게 이루어지기 때문입니다.
따라서, 면적이 같더라도 공기와 마주하는 면의 모양에 따라 공기저항의 값이 달라질 수 있습니다. 일반적으로 면적이 넓고 공기와 마주하는 면의 모양이 둥근 물체일수록 공기저항이 작습니다. 도움이 되셨다면 좋아요 추천 부탁드립니다. ^^
안녕하세요. 장준원 과학전문가입니다.
공기와 접촉되는 형상에 따라 공기저항이 달라지고 사용되는 에너지의 효율대비 성능을 얻을 수 있는데요.
예를 들어 비행기의 날개를 보면 에어포일 형상에 따라 최적의 날개를 설계해야만하는데요.
레이스카 같은 경우에도 공기저항을 최소화시키기 위해 디자인이 들어가는 것도 이러한 이유입니다.
도움이 되셨으면 좋겠습니다. 감사합니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
공기저항은 공기 속을 운동하는 물체가 공기로부터 받는 저항입니다.
물체와 공기의 상대속도의 크기에 따라 저항이 작용하는 양상에 두 가지가 있습니다.
물체가 저속이어서 공기의 흐름이 층류가 되는 범위에서는 공기의 점성에 의한 마찰저항이 작용하여 그 크기는 공기와 물체의 상대속도의 크기에 비례합니다. 이것을 점성저항이라 합니다.
물체의 빠르기가 커져서 층류가 허물어지기 시작하면 물체의 뒤에 소용돌이가 생겨 저항력은 상대 속도의 제곱에 비례해서 커지는데, 이 때의 저항은 점성과는 관계가 없고, 물체가 공기에 미치는 힘의 반작용에 의해 공기로부터 받는 힘이 됩니다. 이것을 관성저항 또는 형상저항이라 합니다.
또한, 액체나 기체를 통과하는 물체의 앞면 면적도 중요합니다.
보통 스포츠카는 공기 역학적으로 설계되었으며, 이는 박스카보다 적은 공기 저항을 가집니다. 이것은 액체나 기체를 통과하는 물체의 앞면 면적이 작을수록, 그리고 그 모양이 유선형일수록 저항이 적게 발생하기 때문입니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
동일한 면적일 경우에도 공기와 마주하는 면의 모양에 따라 공기저항의 값이 달라질 수 있습니다. 공기저항은 물체가 공기 중에서 움직일 때, 공기의 저항에 의해 받는 힘입니다. 공기저항은 물체의 면적, 속도, 그리고 공기의 밀도 등에 의해 결정됩니다. 면적이 동일하더라도, 공기와 마주하는 면의 모양이 다르면 공기의 흐름이 달라집니다. 공기의 흐름이 부드럽게 흐르는 경우, 공기저항이 작습니다. 반면, 공기의 흐름이 거칠게 흐르는 경우, 공기저항이 커집니다. 예를 들어, 동일한 면적의 원과 정사각형을 생각해 보겠습니다. 원은 정사각형에 비해 공기의 흐름이 부드럽게 흐르기 때문에, 공기저항이 작습니다. 따라서, 원과 정사각형이 같은 속도로 움직인다면, 원보다 정사각형의 공기저항이 더 클 것입니다.
안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.
일반적으로, 같은 모양의 물체일 경우에는 면적이 클수록 공기저항이 커집니다. 왜냐하면 더 큰 면적은 더 많은 공기 분자와 충돌하게 되므로, 결과적으로 저항력이 증가하기 때문입니다. 그리고, 모양 역시 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 스트림라인 형태의 물체는 비교적 작은 공기저항을 경험합니다. 이런 형태는 공기 흐름을 부드럽게 유도하여 '난류'를 최소화하고 '정류'를 증대시키므로 저항을 줄입니다. 또한, 속도 역시 매우 중요한 요소입니다. 일반적으로 속도가 증가함에 따라 공기저항은 제곱 비례하여 증가합니다.
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
공기와 마주하는 면의 모양에 따라
공기저항의 값이 달라질 수도 있나요?
- 당연히 달라집니다.
아니면 면의 모양이 달라도 면적이 같으면
공기저항의 값은 동일하나요?
-면적이 크더라도 모양이 달라지면 공기저항의 값은 작을 수 있습니다.
자동차의 모양만 보아도 공기저항계수가 낮은 차가 있고 높은 차가 있습니다. 차가 작다고 이 CD값이 작지만은 않습니다.