Što je koeficijent otpora?

U području tekućine i aerodinamike, koeficijent otpora odnosi se na brojčanu figuru koja predstavlja otpor objekta – ili otpor – kada se kreće prema fluidnom mediju, koji je najčešće voda ili zrak. Također može uzeti u obzir površinu na kojoj se objekt nalazi, kao što je cement, trava ili voda. Pojam se najčešće primjenjuje pri izradi strojeva kao što su automobili, avioni i brodovi.

Aerodinamičari koriste sljedeću formulu za izračun koeficijenta otpora objekta: 2Fdd/pv2A. U ovoj formuli, “Fd” se odnosi na silu otpora objekta, ili energiju koja se kreće suprotno smjeru objekta. “p” je gustoća mase medija, dok se “v” odnosi na brzinu ili brzinu objekta. “A”, s druge strane, odnosi se na referentno područje objekta.

Osnovni princip koji stoji iza formule koeficijenta otpora je da je gustoća fluidnog medija proporcionalna sili koju daje prema objektu i kvadratu brzine objekta u odnosu na tekućinu. Ovaj princip može biti očitiji kada je formula obrnuta: Fd = (pv2 cdA/2)A. To također znači da koeficijent otpora može uvelike varirati od toga koliko brzo zrak vode prolazi kroz objekt. Brzina se, pak, može mijenjati s oblikom objekta.

Opće pravilo je da što je šire područje kroz koje tekući medij mora proći, to je veći koeficijent otpora. S kvadratom i konusom, široka površina kvadrata omogućuje da se više zraka gura prema njemu, za razliku od stošca, pri čemu zrak može brže odjuriti od svog šiljastog oblika. Na taj način, objekt četvrtastog oblika doživljava veći otpor i ima tendenciju da putuje sporije u usporedbi s objektom u obliku stošca.

Ovaj princip se često koristi u dizajniranju automobila, posebno za sportske automobile koji se uvelike oslanjaju na brzinu. Može se primijetiti da su trkaći automobili manji i imaju glatku, nagnutu prednju stranu. To je kako bi zrak lakše prolazio kroz automobil bez ikakvih prepreka, čime se proizvodi niži koeficijent otpora, veća brzina i učinkovitije korištenje goriva. Sportski automobili također imaju tendenciju sjedenja niže na tlu u odnosu na normalne automobile, pa je zrak koji dolazi između guma i tla smanjen. Na taj način automobil ima bolje prianjanje podloge i može se brže voziti.