Коэффициент сопротивления как пишется - Правописание и грамматика

коэффициент сопротивления

damping coefficient

_{Шифр IFToMM: —}

Теория механизмов и машин. Терминология: Учеб. пособие. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана.
.
2004.

Смотреть что такое «коэффициент сопротивления» в других словарях:

коэффициент сопротивления ζ — Отношение потерянного давления к скоростному (динамическому) давлению в условленном (принятом) проходном сечении. [ГОСТ Р 52720 2007, статья 6.13] Источник: ГО … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
коэффициент сопротивления — сопротивление Взятое с противоположным знаком отношение диссипативной силы или момента к соответствующей обобщенной скорости для линейной системы (см. примечание к термину характеристика восстанавливающей силы (момента)). [ГОСТ 24346 80] Тематики … Справочник технического переводчика
КОЭФФИЦИЕНТ СОПРОТИВЛЕНИЯ — отношение тяглового усилия к массе перевозимой л. повозки с грузом. Зависит от кач ва дороги и устройства колес. При увеличении К. с. л, вынуждена развивать большее тяговое усилие для перевозки неизменяющегося груза. Для повозок на желез. ходу К … Справочник по коневодству
Коэффициент сопротивления — 102. Коэффициент сопротивления Сопротивление Взятое с противоположным знаком отношение диссипативной силы или момента к соответствующей обобщенной скорости для линейной системы (см. примечание к термину 94) Источник: ГОСТ 24346 80: Вибрация.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
коэффициент сопротивления (ξ) — 6.13 коэффициент сопротивления (ξ) коэффициент гидравлического сопротивления Нр. Отношение потерянного давления к скоростному (динамическому) давлению в условленном (принятом) проходном сечении. Примечание Для запорной арматуры коэффициент… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
коэффициент сопротивления парашюта — коэффициент сопротивления сп Отношение силы сопротивления парашюта к произведению площади парашюта на скоростной напор. [ГОСТ 21452—88] Тематики парашютные системы Синонимы коэффициент сопротивления … Справочник технического переводчика
коэффициент сопротивления качению колеса — f Условная количественная характеристика сопротивления качению колеса, равная отношению силы сопротивления качению колеса к его нормальной нагрузке: [ГОСТ 17697 72] Тематики автомобили, качение колеса Обобщающие термины характеристики… … Справочник технического переводчика
коэффициент сопротивления (в трубопроводной арматуре) — коэффициент сопротивления Отношение потерянного давления к скоростному (динамическому) давлению в условленном (принятом) проходном сечении. Примечание Для запорной арматуры коэффициент сопротивления указывается при полностью открытом положении… … Справочник технического переводчика
коэффициент сопротивления боковому уводу шины — коэффициент сопротивления уводу шины Ky Первая производная боковой силы колеса по углу бокового увода: [ГОСТ 17697 72] Тематики автомобили, качение колеса Обобщающие термины коэффициенты, характеризующие упругие свойства шины колеса … Справочник технического переводчика
Коэффициент сопротивления диффузии водяного пара — m – отношение паропроницаемости воздуха к паропроницаемости материала или рассматриваемого однородного изделия. Данное отношение характеризует относительное значение сопротивления изделия водяному пару и слоя воздуха равной толщины при той… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
коэффициент сопротивления (среды) — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN friction factor … Справочник технического переводчика

Что такое температурный коэффициент сопротивления

На основании закона Ома и измерения удельного электрического сопротивления ряда материалов, в частности сопротивления металлов, было выявлено, что данный параметр не постоянен и меняется при изменении температуры. Как правило, при нагреве их проводимость ухудшается.

Убедиться на практике в наличии данного явления можно, включив лампочку накаливания. В момент включения уже горящие лампочки на короткое время уменьшают яркость своего свечения. Это свидетельствует о том, что холодная лампочка (спираль которой выполнена из металла вольфрама) потребляет больший ток от сети, чем разогретая, и «просаживает» напряжение. Следовательно, холодная лампочка проводит электрический ток значительно лучше разогретой.

Как определяется температурный коэффициент сопротивления

Количественной мерой изменения электрического сопротивления проводника служит температурный коэффициент удельного сопротивления (ТКС). Ввиду малости значений ТКС выражается в особых единицах — миллионных долях на один Кельвин или градус Цельсия и обозначается ppm/°C или К^-1.

Чтобы рассчитать температурный коэффициент сопротивления меди или любого другого материала, применяют метод, основанный на измерении электрического сопротивления при различных температурных показателях. Затем используется формула:

Температурный коэффициент сопротивлений обозначают буквой α. Его можно выразить через удельное сопротивление:

Исходя из этого, для расчета сопротивления резистора R или любого другого проводника применяется следующее выражение:

Знак ТКС

Чтобы определить температурный коэффициент сопротивления вольфрама или температурный коэффициент сопротивления алюминия, никеля, серебра и пр. материалов и сплавов, нужно знать проводимость исследуемого материала. Она измеряется при разной температуре. TКС характеризует средний наклон графика сопротивления проводника в исследуемом температурном интервале. Если наклон линии зависимости сопротивления от температуры постоянен, зависимость называется линейной. Но для многих материалов, например, для нихромовой проволоки свойственна нелинейная форма температурной зависимости сопротивления. Поэтому важно указывать, какая температура соответствует определенному значению ТКС. Например, температурный коэффициент сопротивления платины равен 3900 при температуре 20 градусов.

ТКС материала может быть положительным или отрицательным по знаку. Плюсовое значение показывает, что с увеличением нагрева сопротивление также увеличивается. Отрицательный коэффициент означает, что с ростом температуры сопротивление уменьшается. Следует также знать, что в разных температурных интервалах знак может отличаться.

ТКС чистых металлов обычно имеет положительное значение, например, температурный коэффициент сопротивления никеля никогда не бывает отрицательным. Материалы с большим (по модулю) параметром используются для измерения температуры в составе датчиков температуры. Резисторы для подобных применений называют терморезисторами или термисторами.

У электролитов ТКС отрицательный. Это связано с тем, что при нагреве в растворе увеличивается количество обеспечивающих электрическая проводимость свободных ионов. Таким образом, электролиты при нагревании начинают проводить лучше, но характер этой зависимости резко нелинейный.

Отрицателен этот параметр и у чистых (беспримесных) полупроводников. Связано это с тем, что при нагреве в зону проводимости переходит большее количество электронов, тем самым увеличивая концентрацию дырок в полупроводнике.

Материалами для изготовления эталонных (образцовых) сопротивлений (резисторов) служат сплавы с равным или очень близким к нулю ТКС. Одним из таких сплавов является проволока из манганина (сплава на основе меди с добавкой марганца и никеля).

ТКС можно узнать из справочной литературы. Например, таблица, представленная ниже, позволяет определить температурный коэффициент сопротивления железа или сопротивления нихрома, а также серебра, меди, алюминия и прочих материалов.

Термин ТКС был введен с целью обозначения термической стабильности резисторов, поскольку удельное сопротивление их резистивного слоя под воздействием температуры может меняться. Температурную зависимость сопротивления используют в устройствах, называемых термометрами сопротивления. Основным их элементом является проволока из меди или платины, намотанная на жесткий каркас из диэлектрика. Платиновый термометр обычно используется для измерения температуры от +263 до 1064, а медный — 180…–50 градусов.

Если при создании электроизмерительных приборов требуются проводники с сопротивлением, мало зависящим от температурных показателей, используют специальные сплавы, такие как манганин или константан. Например, ТКС последнего в 820 раз меньше, чем температурный коэффициент сопротивления серебра.

Видео по теме

Источник

В динамике жидкости , то коэффициент аэродинамического сопротивления (обычно обозначаются как: , или ) является безразмерной величиной , которая используется для количественного определения сопротивления или сопротивление объекта в среде жидкости, такие как воздух или воду. Он используется в уравнении сопротивления, в котором более низкий коэффициент сопротивления указывает на то, что объект будет иметь меньшее аэродинамическое или гидродинамическое сопротивление. Коэффициент лобового сопротивления всегда связан с определенной площадью поверхности.
${ displaystyle c _ { mathrm {d}}}$ $c_ {x}$ ${ displaystyle c _ { rm {w}}}$

Коэффициент лобового сопротивления любого объекта складывается из двух основных факторов гидравлического сопротивления жидкости : поверхностного трения и сопротивления формы . Коэффициент лобового сопротивления поднимающегося аэродинамического профиля или судна на подводных крыльях также включает эффекты сопротивления, вызванного подъемной силой . Коэффициент лобового сопротивления всей конструкции, такой как самолет, также включает эффекты сопротивления помехи.

Определение

Таблица коэффициентов сопротивления в порядке возрастания, различных призм (правый столбец) и закругленных форм (левый столбец) при числах Рейнольдса от 10 ⁴ до 10 ⁶ с потоком слева

Коэффициент лобового сопротивления определяется как
${ displaystyle c _ { mathrm {d}}}$

${ displaystyle c _ { mathrm {d}} = { dfrac {2F _ { mathrm {d}}} { rho u ^ {2} A}}}$

куда:

Контрольная площадь зависит от того, какой тип коэффициента сопротивления измеряется. Для автомобилей и многих других объектов эталонной областью является проецируемая фронтальная область транспортного средства. Это не обязательно может быть площадь поперечного сечения транспортного средства, в зависимости от того, где это поперечное сечение взято. Например, для сферы (обратите внимание, это не площадь поверхности = ).
$A = pi r ^ {2}$ $4 pi r ^ {2}$

Для аэродинамических поверхностей эталонной площадью является номинальная площадь крыла. Так как это имеет тенденцию быть большим по сравнению с площадью лобовой части, результирующие коэффициенты лобового сопротивления имеют тенденцию быть низкими, намного ниже, чем для автомобиля с таким же сопротивлением, лобовой площадью и скоростью.

Дирижабли и некоторые тела вращения используют объемный коэффициент сопротивления, в котором опорная области является квадратом из кубического корня объема дирижабля (объем к мощности два третей). Погруженные в воду тела обтекаемой формы используют смоченную поверхность.

Два объекта, имеющие одинаковую контрольную область, движущиеся с одинаковой скоростью через жидкость, будут испытывать силу сопротивления, пропорциональную их соответствующим коэффициентам сопротивления. Коэффициенты для не модернизированных объектов могут быть 1 или больше, для обтекаемых объектов — намного меньше.

Было продемонстрировано, что коэффициент лобового сопротивления является функцией числа Беджана ( ), числа Рейнольдса ( ) и отношения между влажной площадью и передней площадью :
${ displaystyle c _ { rm {d}}}$ ${ displaystyle A _ { rm {w}}}$ ${ displaystyle A _ { rm {f}}}$

${ displaystyle c _ { rm {d}} = 2 { frac {A _ { rm {w}}} {A _ { rm {f}}}} { frac { mathrm {Be}} { mathrm {Re} _ {L} ^ {2}}}}$

где — число Рейнольдса, связанное с длиной пути прохождения жидкости .
${ Displaystyle mathrm {Re} _ {L}}$

Фон

Обтекать тарелку, показывая застой. Сила в верхней конфигурации равна, а в нижней конфигурации
${ displaystyle F = rho u ^ {2} A}$

${ Displaystyle F_ {d} = { tfrac {1} {2}} rho u ^ {2} c_ {d} A}$

Уравнение сопротивления

${ Displaystyle F _ { rm {d}} = { tfrac {1} {2}} rho u ^ {2} c _ { rm {d}} A}$

По сути, это утверждение, что сила сопротивления любого объекта пропорциональна плотности жидкости и пропорциональна квадрату относительной скорости потока между объектом и жидкостью.

${ displaystyle c _ { mathrm {d}}}$ не является постоянной величиной, но изменяется в зависимости от скорости потока, направления потока, положения объекта, размера объекта, плотности и вязкости жидкости . Скорость, кинематическая вязкость и характерный масштаб длины объекта включены в безразмерную величину, называемую числом Рейнольдса . таким образом является функцией . В сжимаемом потоке важна скорость звука, которая также является функцией числа Маха .
${ displaystyle scriptstyle C _ { mathrm {d}}}$ ${ displaystyle c _ { mathrm {d}}}$

Для определенных форм тела коэффициент лобового сопротивления зависит только от числа Рейнольдса, числа Маха и направления потока. При низком числе Маха коэффициент лобового сопротивления не зависит от числа Маха. Кроме того, изменение числа Рейнольдса в пределах практического диапазона, представляющего интерес, обычно невелико, в то время как для автомобилей, движущихся по шоссе, и самолетов, движущихся по крейсерской скорости, направление входящего потока также более или менее одинаково. Поэтому коэффициент лобового сопротивления часто можно рассматривать как постоянный.
${ displaystyle c _ { mathrm {d}}}$ ${ displaystyle c _ { mathrm {d}}}$

Чтобы обтекаемое тело могло достичь низкого коэффициента лобового сопротивления, пограничный слой вокруг тела должен оставаться прикрепленным к поверхности тела как можно дольше, в результате чего след будет узким. Высокое сопротивление приводит к широкому следу. Пограничный слой перейдет из ламинарного в турбулентный, если число Рейнольдса обтекания тела достаточно велико. Большие скорости, более крупные объекты и более низкая вязкость способствуют увеличению числа Рейнольдса.

Коэффициент сопротивления C _d для сферы как функция числа Рейнольдса Re , полученный в результате лабораторных экспериментов. Темная линия соответствует сфере с гладкой поверхностью, а более светлая линия соответствует шероховатой поверхности. Цифры вдоль линии указывают на несколько режимов течения и связанные с ними изменения коэффициента сопротивления:
• 2: присоединенный поток (поток Стокса ) и установившийся отрывной поток ,
• 3: отрывной нестационарный поток, имеющий ламинарный пограничный слой потока перед отрывом, и создание вихревой дорожки ,
• 4: отрывное нестационарное течение с ламинарным пограничным слоем на входе, перед отрывом потока, с хаотическим турбулентным следом за сферой ,
• 5: посткритическое отрывное течение, с турбулентным пограничным слоем.

Для других объектов, таких как мелкие частицы, уже нельзя считать коэффициент сопротивления постоянным, но он определенно является функцией числа Рейнольдса. При низком числе Рейнольдса поток вокруг объекта не переходит в турбулентный, а остается ламинарным даже до точки, в которой он отделяется от поверхности объекта. При очень низких числах Рейнольдса без отрыва потока сила сопротивления пропорциональна вместо ; для сферы это известно как закон Стокса . Число Рейнольдса будет низким для небольших объектов, малых скоростей и жидкостей с высокой вязкостью.
${ displaystyle c _ { mathrm {d}}}$ ${ Displaystyle F _ { mathrm {d}}}$ $v ^ {2}$

Равно 1 был бы получено в случае , когда все жидкости приближаются к объекту доводятся отдыхать, наращивание давления торможения по всей передней поверхности. На верхнем рисунке показана плоская пластина с жидкостью, поступающей справа и останавливающейся на пластине. График слева от него показывает одинаковое давление на поверхности. В настоящей плоской пластине жидкость должна вращаться по сторонам, а полное давление торможения обнаруживается только в центре, снижаясь к краям, как на нижнем рисунке и графике. Только с учетом лицевой стороны реальной плоской пластины будет меньше 1; за исключением того, что на задней стороне будет всасывание: отрицательное давление (относительно окружающего). Общая площадь реальной квадратной плоской пластины, перпендикулярной потоку, часто составляет 1,17. Структура потока и, следовательно, для некоторых форм могут изменяться в зависимости от числа Рейнольдса и шероховатости поверхностей.
${ displaystyle c _ { mathrm {d}}}$ ${ displaystyle c _ { mathrm {d}}}$ ${ displaystyle c _ { mathrm {d}}}$ ${ displaystyle scriptstyle C _ { mathrm {d}}}$

Примеры коэффициента сопротивления

Общий

В общем, не является абсолютной константой для данной формы тела. Это зависит от скорости воздушного потока (или, в более общем смысле, от числа Рейнольдса ). Например, гладкая сфера имеет значение a, которое изменяется от высоких значений для ламинарного потока до 0,47 для турбулентного потока . Хотя коэффициент сопротивления уменьшается с увеличением , сила сопротивления увеличивается.
${ displaystyle c _ { mathrm {d}}}$ ${ displaystyle c _ { mathrm {d}}}$

c _d	Элемент
0,001	Ламинарная плоская пластина, параллельная потоку ( ) ${ Displaystyle mathrm {Re} <10 ^ {6}}$
0,005	Турбулентная плоская пластина, параллельная потоку ( ) ${ displaystyle mathrm {Re}> 10 ^ {6}}$
0,1	Гладкая сфера ( ) ${ Displaystyle mathrm {Re} = 10 ^ {6}}$
0,47	Гладкая сфера ( ) ${ displaystyle mathrm {Re} = 10 ^ {5}}$
0,81	Треугольная трапеция (45 °)
0,9–1,7	Трапеция с треугольным основанием (45 °)
0,295	Пуля (не оживает , на дозвуковой скорости)
0,48	Шероховатая сфера ( ) ${ Displaystyle mathrm {Re} = 10 ^ {6}}$
1.0–1.1	Лыжник
1.0–1.3	Провода и кабели
1.0–1.3	Взрослый человек (вертикальное положение)
1.1-1.3	Лыжный джемпер
1,28	Плоская пластина, перпендикулярная потоку (3D)
1,3–1,5	Эмпайр Стейт Билдинг
1,8–2,0	Эйфелева башня
1,98–2,05	Длинная плоская пластина, перпендикулярная потоку (2D)

Самолет

Как отмечалось выше, летательные аппараты используют площадь своего крыла в качестве эталонной при вычислении , в то время как автомобили (и многие другие объекты) используют площадь лобового поперечного сечения; таким образом, нельзя напрямую сравнивать коэффициенты между этими классами транспортных средств. В аэрокосмической промышленности коэффициент лобового сопротивления иногда выражается в единицах сопротивления, где 1 коэффициент сопротивления = 0,0001 от a .
${ displaystyle c _ { mathrm {d}}}$ ${ displaystyle c _ { mathrm {d}}}$

c _d	Счетчик перетаскивания	Тип самолета
0,021	210	F-4 Phantom II (дозвуковой)
0,022	220	Learjet 24
0,024	240	Боинг 787
0,0265	265	Airbus A380
0,027	270	Cessna 172 / 182
0,027	270	Cessna 310
0,031	310	Боинг 747
0,044	440	F-4 Phantom II (сверхзвуковой)
0,048	480	Истребитель F-104

Автомобиль

Тупые и обтекаемые формы тела

Концепция

Сила между жидкостью и телом при относительном движении может передаваться только за счет нормального давления и касательных напряжений трения. Таким образом, для всего тела сила сопротивления, соответствующая приближающемуся движению жидкости, состоит из сопротивления трения (вязкое сопротивление) и сопротивления давления (сопротивление формы). Общее сопротивление и силы сопротивления компонента могут быть связаны следующим образом:

${ displaystyle { begin {align} c _ { mathrm {d}} & = { dfrac {2F _ { mathrm {d}}} { rho v ^ {2} A}} \ & = c _ { mathrm {p}} + c _ { mathrm {f}} \ & = underbrace {{ dfrac {2} { rho v ^ {2} A}} displaystyle int limits _ {S} mathrm {d} S (p-p_ {o}) left ({ hat { mathbf {n}}} cdot { hat { mathbf {i}}} right)} _ {c _ { mathrm { p}}} + underbrace {{ dfrac {2} { rho v ^ {2} A}} displaystyle int limits _ {S} mathrm {d} S left ({ hat { mathbf {t}}} cdot { hat { mathbf {i}}} right) T _ { rm {w}}} _ {c _ { mathrm {f}}} end {align}}}$

куда:

А — площадь тела в плане,

S — влажная поверхность тела,

${ displaystyle c _ { mathrm {p}}}$

— коэффициент сопротивления давлению ,

${ displaystyle c _ { mathrm {f}}}$

— коэффициент сопротивления трения ,

= Направление касательного напряжения, действующего на поверхность тела dS,

= Направление, перпендикулярное поверхности тела dS, указывает от жидкости к твердому телу,

${ Displaystyle Т _ { mathrm {w}}}$

величина касательного напряжения, действующего на поверхность тела dS,

${ displaystyle p _ { mathrm {o}}}$

давление вдали от тела (обратите внимание, что эта константа не влияет на конечный результат),

— давление на поверхности dS,

— единичный вектор в направлении набегающего потока

Следовательно, когда в сопротивлении преобладает фрикционная составляющая, тело называется обтекаемым телом ; тогда как в случае преобладающего сопротивления давлением тело называется тупым или обтекаемым телом . Таким образом, форма корпуса и угол атаки определяют тип сопротивления. Например, аэродинамический профиль рассматривается как тело с небольшим углом атаки текучей через него текучей средой. Это означает, что к нему прикреплены пограничные слои , которые создают гораздо меньшее сопротивление давлению.

Компромиссное соотношение между сопротивлением при нулевой подъемной силе и сопротивлением, вызванным подъемной силой

Бодрствование производится очень мало и сопротивление преобладают компоненты трения. Поэтому такое тело (здесь аэродинамический профиль) описывается как обтекаемое, тогда как для тел с потоком жидкости под большими углами атаки имеет место отрыв пограничного слоя. В основном это происходит из-за неблагоприятных градиентов давления в верхней и задней частях аэродинамического профиля .

Вследствие этого происходит образование следа, что, как следствие, приводит к образованию завихрений и потере давления из-за сопротивления давления. В таких ситуациях аэродинамический профиль останавливается и имеет более высокое сопротивление давлению, чем сопротивление трения. В этом случае тело описывается как тупое тело.

Обтекаемое тело похоже на рыбу ( тунец ), оропесу и т. Д. Или на аэродинамический профиль с малым углом атаки, тогда как тупое тело похоже на кирпич, цилиндр или аэродинамический профиль с большим углом атаки. При заданной площади фронта и скорости обтекаемое тело будет иметь меньшее сопротивление, чем тупое тело. Цилиндры и сферы считаются затупленными телами, потому что в сопротивлении преобладает составляющая давления в области следа при высоком числе Рейнольдса .

Чтобы уменьшить это сопротивление, можно уменьшить отрыв потока или уменьшить площадь поверхности, контактирующей с жидкостью (для уменьшения сопротивления трения). Это снижение необходимо в таких устройствах, как автомобили, велосипеды и т. Д., Чтобы избежать вибрации и шума.

Практический пример

Аэродинамический дизайн автомобилей развивался с 1920 — х до конца 20 — го века. Это изменение конструкции от тупого корпуса к более обтекаемому уменьшило коэффициент лобового сопротивления с 0,95 до 0,30.

Изменение во времени аэродинамического сопротивления автомобилей в сравнении с изменением геометрии обтекаемых кузовов (от тупого к обтекаемому).

Смотрите также

Автомобильная аэродинамика
Коэффициент лобового сопротивления автомобиля
Баллистический коэффициент
Перетащите кризис
Коэффициент лобового сопротивления при нулевом подъеме

Примечания

использованная литература

LJ Clancy (1975): Аэродинамика . Pitman Publishing Limited, Лондон, ISBN 0-273-01120-0
Эбботт, Ира Х., и фон Денхофф, Альберт Э. (1959): Теория сечений крыла . Dover Publications Inc., Нью-Йорк, стандартный номер книги 486-60586-8
Хорнер, доктор Зигард Ф., Гидродинамическое сопротивление, Hoerner Fluid Dynamics, Бриктаун, Нью-Джерси, 1965.
Bluff Body: http://user.engineering.uiowa.edu/~me_160/lecture_notes/Bluff%20Body2.pdf
Перетаскивание тупых и обтекаемых тел: http://www.princeton.edu/~asmits/Bicycle_web/blunt.html
Hucho, WH, Janssen, LJ, Emmelmann, HJ 6 (1975): Оптимизация деталей кузова — метод уменьшения аэродинамического сопротивления . SAE 760185.

Источник

Сила сопротивления зависит от размеров и формы тела и скорости перемещения тела в среде, возникающая при его движении и затормаживает это движение. Сила сопротивления отличается от силы трения тем, что последняя рассматривает характер взаимодействия друг с другом твердых тел. Можно наблюдать, когда один элемент двигается по поверхности другого. Вектор силы сопротивления имеет направление противоположное движению.

Работа силы сопротивления видна на примере: при свободном падении листка с дерева на него действует сила сопротивления воздуха, которую можно сравнить с силой тяжести. В связи с этим, ускорение падающего листка будет не таким, как от ускорения свободного падения.

Аналогично с перемещением в жидкости, если тело погружается в воду плавно, то сопротивление воды будет меньше, чем при прыжке в нее.

Чему равна сила сопротивления

В числовом выражении общая сила сопротивления равна силе, которую следует приложить для равномерного передвижения тела по ровной горизонтальной поверхности. Определяется третьим законом Ньютона.

Формулы 1 — 3

Сила сопротивления прямо пропорциональна массе тела и вычисляется по формуле:

[F=mu * m * g]

где [boldsymbol{mu}] коэффициент материала изготовления опоры, выбирается по таблице;
g – постоянная величина равная 9,8 м/с2.

Для тел с небольшой скоростью сила сопротивления рассчитывается как произведение коэффициента сопротивления материала (a) и силы, провоцирующую движение предмета (v).

[F=v a]

где v — скорость движения предмета, a — коэффициент сопротивления среды.

При высоких скоростях или больших размеров предметов, силу сопротивления вычисляют пропорционально квадрату скорости.

[F=c v^{2}]

График зависимости сопротивления

Зависимость силы от сопротивления определяется для каждой среды отдельно. Сила сопротивления среды растет, с ростом скорости движения предмета в среде.

От чего зависит сила сопротивления

На величину силы сопротивления влияют следующие факторы:

особенности и плотность среды, например, у жидкости плотность выше, чем у газа;
форма тела, у предметов с вытянутыми обтекаемыми вдоль движения формами сопротивление меньше, чем с расположенными перпендикулярно движению гранями;
скорость движения.

В зависимости от воздействия на движущиеся предметы различают несколько типов силы сопротивления:

Сила сопротивления качению [P_{f}]. Зависит от вида и состояния опорной поверхности, скорости перемещения, силы давления воздуха и прочее. Коэффициент сопротивлению качению f зависит типа и состояния опорной поверхности, его значение уменьшается, при повышении давления и температуры.
Сила сопротивления воздуха [P_{B}] возникает при разных показателях давления. В аэродинамике называется лобовым сопротивлением. Показатель будет выше с ростом вихреобразования в передней и задней частях объекта движения. Величина вихреобразования зависит от формы передвигаемых предметов.

Понятие силы электрического сопротивления

Строение металлических проводников объясняет наличие сопротивления. Свободные электроны движутся по проводнику встречая ионы кристаллической решетки. При контакте с ними другие электроны теряют часть своей энергии. У проводников с отличающимся атомным строением будет разное сопротивление току. Поэтому чем выше сопротивление проводника, тем проводимость электрического тока будет меньше.

Рис.1. Сила сопротивления

Формулы 4 — 5

Электрическое сопротивление в физике обозначают R, измеряется в Ом. Сопротивление равно 1 Ом, если на концах проводника возникает напряжение в 1 Вольт при силе тока равной 1 Ампер.

Формула сопротивления силы тока:

[R=rho frac{l}{S}]

где l – длина проводника; S – площадь сечения; ρ – удельное сопротивление.

Сила электрического сопротивления зависит от материала проводника, его длины, формы и температуры. Удельное сопротивление отличается у различных материалов.

Удельное сопротивление [boldsymbol{(rho)}] — сопротивление проводника длиной 1м и обладающего площадью поперечного сечения [boldsymbol{1м^{2}}]. Обозначается в Ом*м. К примеру, удельное сопротивления меди [1,7 * 10^{-8} Oм * м], это значит, что у медного проводника длиной [1м^{2}] сопротивление равно [1,7 * 10^{-8} Ом].

Сопротивление проводника будет расти с увеличением температуры:

[rho=rho_{o}(1+alpha Delta T)]

где [boldsymbol{rho_{0}}] – обозначает удельное сопротивление при [T_{0}=293 mathrm{~K}left(20^{circ} mathrm{C}right), Delta T=T-T_{0}], α – температурный коэффициент сопротивления [left(K^{-1}right)].

При нагревании движение частиц материала возрастает и создает препятствия для направленного движения электродов. Количество столкновений свободных электронов с ионами кристаллической решетки увеличивается.

Такое свойство применимо в термометрах сопротивления, измеряют температуру исходя из зависимости температуры и сопротивления с высокой точностью измерения.

Нет времени решать самому?

Наши эксперты помогут!

Формула силы тока и сопротивление

Формула 6

Законом Ома для участка цепи называют взаимосвязь между силой тока (I), напряжением (U) и сопротивлением (R) проводника на практике установлена Г. Омом.

[I=frac{U}{R}]

Материалы с низким удельным сопротивлением считаются проводниками, они эффективно проводят электрический ток. С высоким удельным сопротивлением – диэлектрики, их используют как изоляторы. Промежуточное положение занимают полупроводники.

Пример

Найти силу тока в проводнике длиной 100 мм, сечением 0,5 мм2 изготовленном из меди, если напряжение на его концах 6,8 В.

Решение:

Запишем формулу закона Ома и найдем сопротивление через силу тока : [I=frac{U}{R}]

Для определения силы тока I, нужно определить сопротивление R. С помощью формулы с удельным сопротивлением преобразуем формулу для закона Ома:

[begin{array}{r}
R=rho frac{l}{S} \
I=frac{U S}{rho l}
end{array}]

Подставляем значения в формулу:

[I=frac{6,8 * 0,5}{0,017 * 100}=2 mathrm{~A}]

Значение ρ для меди берется из таблиц.

Ответ: 2А

Источник

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) — величина, равная относительному изменению удельного сопротивления вещества при изменении температуры на единицу.

ТКС характеризует зависимость сопротивления проводника от изменении его температуры.Как правило применяют температурный коэффициент сопротивления металлов.

Формула температурного коэффициента сопротивления через относительное изменение сопротивления

{alpha = dfrac{R_2-R_1}{R_1(T_2-T_1)}}

Формула температурного коэффициента сопротивления через удельное сопротивление

{alpha = dfrac{rho_2-rho_1}{rho_1(T_2-T_1)}}

Таблица «Температурный коэффициент сопротивления»

Проводник	α (10^-3/K)
Алюминий температурный коэффициент сопротивления алюминия	4,2
Вольфрам температурный коэффициент сопротивления вольфрама	5
Железо температурный коэффициент сопротивления железа	6
Золото температурный коэффициент сопротивления золота	4
Константан (сплав Ni-Cu + Mn) температурный коэффициент сопротивления константина	0,05
Латунь температурный коэффициент сопротивления латуни	0,1-0,4
Магний температурный коэффициент сопротивления магния	3,9
Манганин (сплав меди марганца и никеля — приборный) температурный коэффициент сопротивления манганин	0,01
Марганец температурный коэффициент сопротивления марганца	0,02
Медь температурный коэффициент сопротивления меди	4,3
Нейзильбер температурный коэффициент сопротивления нейзильбера	0,25
Никелин (сплав меди и никеля) температурный коэффициент сопротивления никелина	0,1
Никель температурный коэффициент сопротивления никеля	6,5
Нихром (сплав никеля хрома железы и марганца) температурный коэффициент сопротивления нихрома	0,1
Олово температурный коэффициент сопротивления олова	4,4
Платина температурный коэффициент сопротивления платины	3,9
Ртуть температурный коэффициент сопротивления ртути	1
Свинец температурный коэффициент сопротивления свинца	3,7
Серебро температурный коэффициент сопротивления серебра	4,1
Сталь температурный коэффициент сопротивления стали	1-4
Фехраль (Cr (12—15 %); Al (3,5—5,5 %); Si (1 %); Mn (0,7 %); + Fe) температурный коэффициент сопротивления фехраля	0,1
Цинк температурный коэффициент сопротивления цинка	4,2
Чугун температурный коэффициент сопротивления чугуна	1

Источник