Τι είναι ο συντελεστής έλξης;

Στον τομέα του ρευστού και της αεροδυναμικής, ο συντελεστής οπισθέλκουσας αναφέρεται στο αριθμητικό σχήμα που αντιπροσωπεύει την αντίσταση —ή οπισθέλκουσα— ενός αντικειμένου όταν κινείται ενάντια σε ένα ρευστό μέσο, ​​που συνήθως είναι νερό ή αέρας. Μπορεί επίσης να επηρεάσει την επιφάνεια στην οποία βρίσκεται ένα αντικείμενο, όπως τσιμέντο, γρασίδι ή νερό. Ο όρος χρησιμοποιείται συχνότερα όταν κατασκευάζονται μηχανές όπως αυτοκίνητα, αεροπλάνα και πλοία.

Οι αεροδυναμικοί χρησιμοποιούν τον ακόλουθο τύπο για να υπολογίσουν τον συντελεστή οπισθέλκουσας ενός αντικειμένου: 2Fdd/pv2A. Σε αυτόν τον τύπο, το “Fd” αναφέρεται στη δύναμη έλξης του αντικειμένου ή στην ενέργεια που κινείται αντίθετα από την κατεύθυνση του αντικειμένου. Το “p” είναι η πυκνότητα μάζας του μέσου, ενώ το “v” αναφέρεται στην ταχύτητα ή την ταχύτητα του αντικειμένου. Το “A”, από την άλλη πλευρά, αφορά την περιοχή αναφοράς του αντικειμένου.

Η βασική αρχή πίσω από τον τύπο του συντελεστή οπισθέλκουσας είναι ότι η πυκνότητα του ρευστού μέσου είναι ανάλογη με τη δύναμη που δίνει στο αντικείμενο και με την τετραγωνική ταχύτητα του αντικειμένου σε σχέση με το ρευστό. Αυτή η αρχή μπορεί να είναι πιο προφανής όταν ο τύπος αντιστρέφεται: Fd = (pv2 cdA/2)A. Αυτό σημαίνει επίσης ότι ο συντελεστής οπισθέλκουσας μπορεί να ποικίλλει σε μεγάλο βαθμό ανάλογα με το πόσο γρήγορα ο αέρας του νερού περνά μέσα από το αντικείμενο. Η ταχύτητα, με τη σειρά της, μπορεί να αλλάξει ανάλογα με το σχήμα του αντικειμένου.

Ο γενικός γενικός κανόνας είναι ότι όσο μεγαλύτερη είναι η περιοχή που πρέπει να περάσει το ρευστό μέσο, ​​τόσο μεγαλύτερος είναι ο συντελεστής οπισθέλκουσας. Με ένα τετράγωνο και έναν κώνο, η ευρεία περιοχή του τετραγώνου επιτρέπει περισσότερο αέρα να πιέζει πάνω του, σε αντίθεση με τον κώνο, όπου ο αέρας μπορεί να βγει ορμητικά πιο γρήγορα μακριά από το μυτερό του σχήμα. Με αυτόν τον τρόπο, ένα αντικείμενο τετράγωνου σχήματος βιώνει περισσότερη έλξη και έχει την τάση να ταξιδεύει πιο αργά, σε σύγκριση με ένα αντικείμενο σε σχήμα κώνου.

Αυτή η αρχή χρησιμοποιείται συχνά στο σχεδιασμό αυτοκινήτων, ειδικά για σπορ αυτοκίνητα που βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στην ταχύτητα. Μπορεί κανείς να παρατηρήσει ότι τα αγωνιστικά αυτοκίνητα είναι μικρότερα και έχουν ένα ομαλό, κεκλιμένο μέτωπο. Αυτό γίνεται για να αφήνει τον αέρα να περνάει ευκολότερα μέσα από το αυτοκίνητο χωρίς εμπόδια, δημιουργώντας έτσι χαμηλότερο συντελεστή οπισθέλκουσας, μεγαλύτερη ταχύτητα και πιο αποτελεσματική χρήση του καυσίμου. Τα σπορ αυτοκίνητα έχουν επίσης την τάση να κάθονται πιο χαμηλά στο έδαφος σε σύγκριση με τα κανονικά αυτοκίνητα, έτσι ο αέρας που έρχεται μεταξύ των ελαστικών και του εδάφους μειώνεται. Με αυτόν τον τρόπο, το αυτοκίνητο έχει καλύτερη πρόσφυση στο έδαφος και μπορεί να οδηγήσει πιο γρήγορα.