¿Por qué existe la fuerza de la resistencia del aire?

Es realmente la misma razón por la que no puedes atravesar una pared de ladrillos. El objeto tiene inercia. No se moverá a menos que le transfieras energía, y la energía se conserva. El muro o el aire no pueden ganarlo sin que otra cosa lo pierda.

A nivel microscópico, la molécula de aire se parece a una bola de electrones. Lo mismo ocurre con una molécula de tu cuerpo. Cuando su cuerpo choca con la molécula de aire, los electrones se repelen entre sí. La molécula de aire tiene menos masa que su cuerpo, por lo que la molécula de aire rebota, de la misma manera en que rebotaría si se topara con una pared. Pero la energía y el impulso se conservan: la molécula de aire gana algo y tú pierdes algo.

Una molécula de gas, o incluso una gran cantidad de moléculas de gas, es mucho más ligera que una pared, pero aún ejerce fuerza sobre ti cuando ejerces fuerza sobre ella. En conjunto, esa fuerza es la resistencia al aire.

Resistencia al aire resulta porque el aire tiene masa y viscosidad. Cuando un objeto empuja a través de un fluido, el fluido debe acelerarse para sacarlo del camino. Esto se muestra como una presión positiva en la superficie frontal. Si el objeto tiene una forma ventajosa, el movimiento puede invertirse y la parte posterior del objeto tendrá la misma presión sin fuerza neta sobre el objeto. Si bien esto nunca sucede, algunas formas se acercan a esto.

La segunda fuente de resistencia al aire es la viscosidad del aire. El aire en la superficie del objeto se mueve con el objeto, pero la velocidad pasa a la velocidad de flujo libre a medida que se aleja de la superficie. Esta delgada zona de transición se llama capa límite. El efecto de esto es muy similar al de la fricción, pero la condición de la capa límite tendrá un efecto sobre cuán grande es esta parte del arrastre. La mayoría del flujo viscoso será laminar, pero a medida que la capa límite se desarrolle a lo largo de un cuerpo, se volverá menos estable y luego se volverá turbulenta. Cuando es turbulento, puede ocurrir una mayor velocidad cerca del cuerpo y el efecto es aumentar la porción viscosa de la resistencia.

Los diferentes fluidos y velocidades resultarán en cuánto afectan estos dos al arrastre. La relación se expresa como el número de Reynolds.

More Interesting

Un cubo se lleva al fondo de un pozo, ¿el cubo posee alguna energía potencial?

¿Cuáles son los temas más abstractos y / o matemáticos en la física de la materia condensada?

La velocidad de los misiles y aviones generalmente se denota en términos de 'MACH'. ¿Qué es realmente Mach y por qué no usamos unidades como km / s, etc.?

¿Puede una cuerda cósmica ser un tipo de agujero de gusano?

¿Cómo funciona una máquina del tiempo?

¿Cómo se produce un flujo uniforme en un canal abierto?

¿Cuál es el significado físico de considerar el tiempo como una dimensión (específicamente en el contexto del espacio-tiempo y como una cuarta dimensión)?

¿Son las neuronas parte del espectro electromagnético? ¿Pueden comunicarse con otras formas de radiación electromagnética como la radio y las ondas infrarrojas?

¿Cuál es el cambio de energía de Gibbs si mezclo dos gases idénticos?

Una persona se queda en un país situado en el ecuador. El radio de la Tierra es de 6.400 km y gira sobre su eje. La velocidad de la persona a medida que gira la tierra es de 465 m / s. ¿La persona se da cuenta de que se está moviendo a esa velocidad?

¿Cómo se puede hacer que el papel se desmorone en polvo cuando se expone al aire como en la Temporada 3 Episodio 2 de White Collar?

¿Qué es una pseudo fuerza? ¿Son la fuerza ficticia y la seudo fuerza lo mismo?

¿Qué significa físicamente la entropía?

¿Debo estudiar Ciencias Marinas o Física?

¿Cuál es la diferencia básica entre la tensión superficial y la energía superficial?