Luchtweerstand

Luchtweerstand

Wat is luchtweerstand?

De luchtweerstand is kort gezegd de weerstand die van een voorwerp veroorzaakt door de lucht. Als de lucht stil staat maar het voorwerp beweegt moet het zich een baan door de lucht wringen. De lucht drukt terug zo onstaat er een weerstand. Zonder luchtweerstand zou de wereld heel anders werken. Wanneer er namelijk geen luchtweerstand is valt alles even snel.
Wie heeft de luchtweerstand ontdekt?
De eerste die dit ontdekte was Galilei. Galilei hield zich in de 17e eeuw al bezig met valbewegingen. Na zijn proeven op de toren van Pisa waar hij stenen naar beneden liet vallen kwam hij tot de conclusie dat de wrijving van de lucht steeds de storende factor is en dat die eigenlijk uitgeschakeld zou moeten worden. Hij voorspelde dat in vacuüm (luchtledig) twee verschillende voorwerpen even snel zouden vallen. Later is dit bevestigd. Een veertje en een muntstuk bijvoorbeeld zullen in de luchtledigheid even snel vallen. We zien dus dat het verschil tussen het wel of niet meerekenen van de luchtweerstand aardig wat kan schelen.

Hoe werkt luchtweerstand?

Luchtweerstand werkt heel simpel als je je wilt voorbewegen moet je zegmaar door de lucht heen, dan voel je een soort weerstand van de lucht , dat is luchtweerstand.
De hoeveelheid weerstand die een voorwerp krijgt van de lucht hangt van een aantal dingen af.
• De beweging van de lucht en de richting van de beweging. Wanneer een voorwerp tegen de lucht stroming in moet zal het meer wrijving op zijn baan vinden.
• De snelheid van het voorwerp. Wanneer een voorwerp zich sneller door de lucht beweegt zal het ook meer wrijving ondervinden.
• Het vooroppervlak van het voorwerp. Wanneer een voorwerp een groot vooroppervlak heeft waar de lucht moeilijk omheen kan zal het meer wrijving ondervinden dan een voorwerp met een klein vooroppervlak en een gestroomlijnd lichaam.

Hoe meet je luchtweerstand?

Lucht weerstand meet je in een formule, je kunt de luchtweerstand niet helemaal precies berekenen maar bij benadering. De formule voor luchtweerstand geldt niet alleen voor lucht, maar ook voor andere gassen en vloeistoffen.
Formule

waarbij:
F = Kracht die de weerstand op het voorwerp uitoefent tijdens de beweging(N) (de weerstandskracht ontstaat als twee oppervlakken langs elkaar schuiven, terwijl ze tegen elkaar aan gedrukt worden)

A = Geprojecteerde oppervlakte [m²]

Cw = Weerstandscoëfficiënt (Weerstandscoëfficiënt is een natuurkundig begrip dat nodig is voor het berekenen van de luchtweerstand. De weerstandscoëfficiënt Cw is onder andere afhankelijk van de vorm van een voorwerp. Als deze rond is en de lucht goed gestroomlijnd afgevoerd kan worden dan is de weerstandscoëfficiënt laag, is het voorwerp hoekig dan is de weerstandscoëfficient hoger.)

ρ = Dichtheid van de stof waarin het voorwerp zich voortbeweegt [kg/m³] (de dichtheid of soortelijke massa geeft van een materiaal aan hoeveel massa van dat materiaal aanwezig is in een bepaald volume)

v = Snelheid ten opzichte van de stof waarin het zich bevindt [m/s]
( snelheid is de mate waarin een grootheid met de tijd verandert)
Deze formule is bij benadering geldig voor voorwerpen die met hoge snelheid door een ijl medium bewegen. Een ijl medium is