Jelaskan Apa yang dimaksud Hambatan udara

Hambatan udara adalah gaya gesekan yang dialami oleh benda-benda ketika mereka bergerak melalui udara atau udara mengalir di sekitar mereka. Hambatan udara biasanya menentang gerakan benda atau aliran udara di sekitarnya, dan dibuat oleh gesekan udara pada permukaan luar benda.

Siswa sering mengabaikan pengaruhnya karena sulit untuk menghitung dan hanya signifikansi pada benda yang bergerak dengan kecepatan relatif tinggi atau area permukaan yang besar. Hambatan udara bertanggung jawab untuk pengoperasian parasut dan penting dalam desain bangunan.

Apa itu Hambatan Udara?

Di sini di Bumi, kita cenderung menerima hambatan udara (alias “seret”) begitu saja. Kita hanya berasumsi bahwa ketika kita melempar bola, meluncurkan pesawat terbang, deorbit pesawat ruang angkasa, atau menembakkan peluru dari pistol, bahwa tindakan itu berjalan melalui atmosfer kita secara alami akan memperlambatnya. Tapi apa alasannya? Bagaimana udara bisa memperlambat suatu benda, apakah itu jatuh bebas atau terbang?

Karena ketergantungan kita pada perjalanan udara, antusiasme kita untuk penjelajahan luar angkasa, dan kecintaan kita pada olahraga dan membuat segala sesuatunya mengudara (termasuk diri kita sendiri), memahami hambatan udara adalah kunci untuk memahami fisika, dan merupakan bagian integral dari banyak disiplin ilmu ilmiah. Sebagai bagian dari subdisiplin yang dikenal sebagai dinamika fluida, ini berlaku untuk bidang aerodinamika, hidrodinamika, astrofisika, dan fisika nuklir (untuk beberapa nama).

Pengertian

Hambatan udara menggambarkan kekuatan yang bertentangan dengan gerakan relatif suatu benda saat melewati udara. Hambatan udara bertindak berlawanan dengan kecepatan aliran yang datang, sehingga memperlambat objek. Tidak seperti gaya hambatan lainnya, hambatan udara bergantung langsung pada kecepatan, karena itu adalah komponen gaya aerodinamika yang bertindak berlawanan dengan arah gerakan.

Cara lain untuk mengatakannya, hambatan udara adalah hasil dari tumbukan permukaan utama objek dengan molekul udara. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa dua faktor paling umum yang memiliki efek langsung pada jumlah hambatan udara adalah kecepatan objek dan luas penampang objek. Ergo, baik peningkatan kecepatan dan area penampang akan menghasilkan peningkatan jumlah hambatan udara.

Dalam hal aerodinamika dan penerbangan, gaya tarik mengacu pada kedua gaya yang bekerja berlawanan dengan gaya dorong, serta gaya yang bekerja tegak lurus terhadapnya (mis. Gaya angkat). Dalam astrodinamika, gaya hambat atmosfer merupakan gaya positif dan negatif tergantung pada situasinya. Keduanya merupakan saluran bahan bakar dan efisiensi selama pengangkatan dan penghematan bahan bakar saat pesawat ruang angkasa kembali ke Bumi dari orbit.

Menghitung Hambatan Udara:

Hambatan udaraHambatan udara biasanya dihitung menggunakan “persamaan geser”, yang menentukan gaya yang dialami oleh suatu benda yang bergerak melalui fluida atau gas pada kecepatan yang relatif besar. Ini dapat dinyatakan secara matematis sebagai:

rumus Hambatan udara

Dalam persamaan ini, FD merupakan Hambatan udara, ρ adalah densitas fluida, v adalah kecepatan objek relatif terhadap suara, A adalah luas penampang, dan CD adalah koefisien gesekan udara. Hasilnya adalah apa yang disebut “tarik kuadratik”. Setelah ini ditentukan, menghitung jumlah daya yang diperlukan untuk mengatasi hambatan melibatkan proses serupa, yang dapat dinyatakan secara matematis sebagai:

daya hambat

Di sini, Pd adalah daya yang dibutuhkan untuk mengatasi gaya hambat, Fd adalah gaya hambat, v adalah kecepatan, p adalah densitas fluida, v adalah kecepatan benda relatif terhadap suara, A adalah penampang area. Seperti yang diperlihatkan, kebutuhan daya adalah kecepatan kubik, jadi jika dibutuhkan 10 tenaga kuda untuk mencapai 80 kpj, dibutuhkan 80 tenaga kuda untuk mencapai 160 kpj. Singkatnya, penggandaan kecepatan membutuhkan penerapan daya delapan kali lipat.

Memahami peran yang dimainkan oleh gesekan udara dengan penerbangan, mengetahui mekanismenya, dan mengetahui jenis kekuatan yang diperlukan untuk mengatasinya, semuanya penting ketika menyangkut eksplorasi ruang angkasa. Mengetahui semua ini juga akan sangat penting ketika tiba saatnya untuk menjelajahi planet lain di Tata Surya kita, dan di sistem bintang lainnya sekaligus!

Tinggalkan Balasan