هل معامل السحب ثابت: كيف وحقائق مفصلة


يوفر معامل السحب هي كمية فيزيائية بلا أبعاد تتأثر بالمعلمات المختلفة التي يمكن أن تتأثر بالحركة في وسط المائع.

في دراسة ميكانيكا الموائع ، فإن يلعب معامل السحب دورًا حيويًا لأنه يقاوم الحركة من الجسم الصلب في وسط السائل. يعتمد معامل السحب هذا على السرعة ومساحة المقطع العرضي للكائن والكثافة. هل معامل السحب ثابت إذا اختلفت المعلمة المذكورة أعلاه؟

نحاول الإجابة على المعادلة أعلاه في هذا المنشور. دعونا نناقش كيف ومتى يكون ثابت معامل السحب والحقائق المتعلقة بمعامل السحب الثابت أدناه القسم.

يتأثر معامل السحب بشكل مباشر بسرعة تدفق الجسم في السائل. إذا بقيت السرعة ثابتة على مدى فترة ما ، فقد يكون هناك تغيير في السحب ، لكن معامل السحب ثابت لأنه الكمية التي لا أبعاد لها.

CD= 2FD/ ρv2A

من الصيغة أعلاه ، إذا أخذنا في الاعتبار حركة الجسم في السائل ، فإن المصطلحين FDو ρ و A ثابتة لنفس الكائن ؛ وبالتالي ، فقط التغييرات الممكنة في السرعة يمكننا كتابة المعادلة أعلاه على النحو التالي

CD= ثابت / v2

وبالتالي فإن التغيير في السرعة يتوافق عكسياً مع معامل السحب.

اعتمادات الصورة: صورة بواسطة Mylene2401 تبدأ من بيكسaخليج 

كيف يختلف معامل السحب؟

تؤثر بعض العوامل مثل مقاومة الهواء وشكل وهندسة الجسم على معامل السحب. لكن الاختلاف في يعتمد معامل السحب كليًا على السرعة من الجسم في السائل.

يتناسب مربع سرعة الجسم مع معامل السحب للكائن في السوائل المحيطة. يختلف معامل السحب باختلاف مربع السرعة النسبية للجسم.

النظر في السحب الهوائي؛ إذا زادت سرعة الجسم إلى قيمته المربعة ، فإن معامل السحب ينخفض ​​بنفس القيمة. وبالتالي عند سرعة أعلى ، يكون معامل السحب أقل ، مما يعطي أداءً أفضل. لذلك من الواضح أن زيادة السرعة ينخفض ​​معامل السحب.

اعتمادات الصورة: صورة بواسطة كولين بيرينز تبدأ من Pixabay 

متى يختلف معامل السحب؟

في معظم الحالات ، يختلف معامل السحب باختلاف السرعة. ولكن بخلاف السرعة ، هناك عدة عوامل مسؤولة عن تغير معامل السحب. بعضها مذكور أدناه:

  • زاوية الجسم - تعد زاوية عوامل ميل الجسم في سطح السائل أحد أسباب تغير معامل السحب. عندما تكون زاوية الهجوم أصغر ، يكون معامل السحب أقل.
هو ثابت معامل السحب
تغير معامل السحب بالزاوية
  • كثافة الوسط - إذا كان الكائن منخفضًا من وسيط إلى آخر ذي كثافة مختلفة ، فإن معامل السحب يختلف لنفس الكائن. ضع في اعتبارك أن الجسم يتحرك من الهواء إلى الماء ؛ تختلف كثافة الهواء والماء عن بعضهما البعض. وهكذا تتغير قوة السحب المقدمة للكائن ، وبالتالي تتغير معامل السحب.
  • نتيجة أخرى ضرورية للتغير في معامل السحب هي نوع التدفق. عندما يكون تدفق الهواء أو التدفق الهيدروليكي مضطربًا بسرعة أعلى ، سيحدث تغير في معامل السحب.
  • مساحة المقطع العرضي -تؤثر المنطقة المرجعية للمقطع العرضي للكائن على قوة السحب. إذا تمت مضاعفة مساحة الجسم ، يتم أيضًا مضاعفة قوة السحب. وبالتالي فإن تغيير قوة السحب يؤدي إلى التغيير المتناسب في معامل السحب.

د = أالمرجع× ثابت اين االمرجع هو المجال المرجعي.

متى يكون معامل السحب ثابتًا؟

في معظم الحالات ، يُشار إلى معامل السحب الثابت بالسرعة الثابتة - وهذا يعني أنه إذا ظلت سرعة الجسم على الوسط المائع ثابتة ، فسيظل معامل السحب ثابتًا أيضًا.

ومع ذلك ، فإن الثابت يعتمد معامل السحب على رقم رينولدز جدا. طالما أن رقم رينولدز ثابتًا لتدفق الجسم ، يظل معامل السحب ثابتًا.

هناك حقيقة واحدة نحتاج إلى ملاحظتها هنا وهي رقم رينولدز الخاص بـ حركة الجسم في وسط السائل يعتمد أيضًا على الكيانات مثل السرعة والكثافة و لزوجة الوسط. وبالتالي يرتبط معامل السحب الثابت بالمصطلحات المتضمنة لوصف حركة الجسم في بيئة السوائل.

الأسئلة المتكررة

ماذا يحدث عندما يمتلك جسم ما معامل سحب مرتفع؟

تؤثر القيمة المنخفضة أو العالية لمعامل السحب بشكل مباشر على حركة الجسم في السائل.

إذا كان الكائن يمتلك معامل سحب أعلى ، فقد يكون الجسم عبارة عن لوحة مسطحة تكون قدرتها على التحرك في سطح السائل بطيئة نسبيًا. يُظهر الجسم ذو معامل السحب العالي مقاومة كبيرة للحركة.

ما هو المقصود برقم رينولدز؟

في ميكانيكا الموائع ، يصف رقم رينولدز نمط تدفق الجسم في سوائل مختلفة.

يمكن تعريف رقم رينولدز على أنه عدد بلا أبعاد معطى بنسبة القوة بالقصور الذاتي على القوة اللزجة للسائل. يساعد رقم رينولدز في تصنيف تدفق نظام السوائل على أنه تدفق مضطرب أو انسيابي أو تدفق رقائقي.

هل يمكن أن يكون معامل السحب للجسم أكبر من 1؟

تعتمد قيمة معامل السحب على طبيعة التدفق مثل الانسياب أو التدفق المضطرب.

إذا تحرك جسمان من نفس المنطقة من المقطع العرضي بنفس السرعة ، فقد يكون لهما معاملات سحب مختلفة. دائمًا ما يكون معامل السحب لجسم مبسط أقل من 1 ، بينما بالنسبة للأجسام غير المبسطة ، يمكن أن تكون قيمة معامل السحب 1 أو أكثر من 1.

هل حجم الجسم يؤثر على معامل السحب؟

معامل السحب وحجم الكائن مرتبطان ببعضهما البعض. تمتلك الأجسام ذات الأحجام المختلفة قوى لزجة وقصور ذاتية مختلفة مسؤولة عن قوة السحب.

تشير القوة اللزجة والقوة الذاتية المختلفة إلى عدد رينولدز المختلف ؛ هذا يعني أن حجم الكائن يشير إلى تغيير في رقم رينولدز. لذلك من الواضح أن حجم الجسم يؤثر على معامل السحب إلى حدٍ ما.

هل يعتمد معامل السحب على الارتفاع؟

معامل السحب مستقل عن الارتفاع. لا تؤثر الزيادة أو النقصان في الارتفاع على معامل السحب.

في بعض الحالات ، مع زيادة الارتفاع ، قد يتغير رقم رينولدز ؛ وبالتالي ، سيكون هناك تغيير في معامل السحب. ولكن إذا ظل رقم رينولدز دون تغيير حتى إذا تغير الارتفاع ، فلن يتأثر معامل السحب بالارتفاع.

كيرثي مورثي

أنا Keerthi K Murthy ، لقد أكملت التخرج في الفيزياء ، مع التخصص في مجال فيزياء الجوامد. لطالما اعتبرت الفيزياء كموضوع أساسي مرتبط بحياتنا اليومية. كوني طالب علوم أستمتع باستكشاف أشياء جديدة في الفيزياء. ككاتب ، هدفي هو الوصول إلى القراء بالطريقة المبسطة من خلال مقالاتي. تصلني - keerthikmurthy24@gmail.com

آخر المقالات

رابط إلى هل بجانب اقتران؟ 5 حقائق (متى ولماذا وأمثلة)

هل بجانب اقتران؟ 5 حقائق (متى ولماذا وأمثلة)

تلعب "أدوات الاقتران" و "الظروف المترابطة" نفس الدور من خلال ربط العبارات أو الجمل أو الجمل. دعونا نتحقق من الدور الذي يلعبه "إلى جانب" أثناء ربط الجمل. كلمة "بجانب" هي ...