mini|F/A-18 Hornet bryter genom ljudvallen.
Form och flödeMotstånd Friktion 0% 100% ~10% ~90% ~90% ~10% 100% 0% Strömningsmotstånd är en kraft som verkar i motsatt riktning på en kropp som rör sig med en viss hastighet genom en omgivande fluid. Fenomenet är betydelsefullt i många sammanhang, till exempel fordon, projektiler och bollsporter. Då den omgivande fluiden i många fall är luft kallas fenomenet även luftmotstånd.
Allmänt En kropp som rör sig med en viss hastighet genom en omgivande fluid kommer att fortlöpande orsaka kollisioner med fluidens molekyler. Vid dessa kollisioner kommer kroppen att utsättas för en kraft då rörelseenergi från kroppen överförs till fluidens molekyler.
Strömningsmotståndet är proportionellt mot fluidens densitet. För luft beror densiteten främst på luftens temperatur och luftens tryck, som i sin tur beror främst av höjden över havet.
Strömningsmotståndet är även proportionellt mot kroppens tvärsnittsyta samt mot kvadraten på kroppens hastighet. Detta beror på att antalet fluidmolekyler som kolliderar med föremålet är proportionellt mot tvärsnittsarean, och att molekylernas rörelseenergi är proportionell mot kvadraten på hastigheten
Utöver detta har kroppens geometriska utformning stor betydelse, och kan beskrivas med en dimensionslös motståndskoefficient CD som för slanka strömlinjeformade kroppar kan vara så låg som 0,2 medan den för skopformade kroppar kan vara större än 1,0.
Strömningsmotståndet ökar kvadratiskt med ökande hastighet vilket innebär att till exempel motståndskraften ökar med en faktor fyra om hastigheten fördubblas. När en "tung" kropp med liten tvärsnittsarea faller en kortare sträcka i en fluid med "låg" densitet, till exempel en golfboll i luft, så är strömningsmotståndet i praktiken så litet att man kan bortse ifrån det. Om föremålet faller en längre sträcka ökar hastigheten och därmed också strömningsmotståndet, vilket gör att föremålet till slut når en maximal hastighet, den så kallade gränshastigheten. Vid denna hastighet har luftmotståndet ökat till den nivå där det blivit lika stort som tyngdkraften som får föremålet att falla, och föremålet slutar därför att accelerera.
Luftmotståndet beräknas som
där FD är luftmotståndet (N) CD är luftmotståndskoefficienten, beroende på föremålets strömlinjeform, till exempel 0,22 till 0,45 för en personbil (-, dimensionslös) ρ är luftens densitet (kg/m3), vilken påverkas främst av luftens temperatur och lufttrycket, som i sin tur främst påverkas av höjden över havet. A är föremålets tvärsnittsarea (m2) v är föremålets relativa hastighet genom luften (m/s)
Se även Anfallsvinkel Coandăeffekten Gränshastighet Gränsskikt Lyftkraft Reynoldstal Stokes lag Överstegring
Externa länkar Undervisningsmaterial om luftmotstånd
Kategori:Strömningsmekanik