Warum nimmt der Luftwiderstand zu, wenn man schneller fährt?
Diesen Infotext findet man im Fahrzeuglexikon. Kann mir vielleicht jemand erklären, warum bei Verdopplung der Geschwindigkeit, der Luftwiderstand gleich vierfach zunimmt.
Vielen Dank im Voraus :)
6 Antworten
es wird ja Luftmasse beschleunigt, wenn man darauf trifft. Kraft ist Masse mal Beschleunigung. Sowohl die Beschleunigung der Luftmasse steigt linear mit der Geschwindigkeit, als auch die Menge an Lufmasse, der man pro Zeit begegnet, das multipliziert sich zu einer quadratischen Abhängigkeit.
Energie = 0,5 * Masse * Geschwindigkeit ²
So, und nun setze für Geschwindigkeit den doppelten Wert ein ... oder statt v² den Ausdruck (2*v)²
Das ist physikalisch gar nicht so einfach zu erklären, da der Strömungswiderstand aus vielen Komponenten besteht - siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Str%C3%B6mungswiderstand#Komponenten_des_Str%C3%B6mungswiderstands
Am besten merkt man sich das, dass die durch den Strömungswiderstand bewirkte Kraft F proportional zu v² ist (F ~ v²) ist und dann gilt (mit einer hier unbedeutenden Proportionalitätskonstanten k):
Warum nimmt der Luftwiderstand zu, wenn man schneller fährt?
..., weil die auf ein Objekt wirkende Kraft direkt proportional zu seiner Geschwindigkeit und der Fläche ist, die der Luftströmung ausgesetzt ist.
Anders gesagt:
Ein sich bewegendes Objekt (in diesem Fall ein KFZ) muss bei der Bewegung Luftmoleküle verdrängen. Je schneller es fährt, desto mehr Luftmoleküle muss es in gleichzeitig geringerer Zeit verdrängen, ergo mehr Widerstand. Ebenfalls erhöht sich mit steigender Geschwindkeit der Luftdruck aufs KFZ (proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit = die Geschwindigkeit verdoppelt sich und der Luftdruck vervierfacht sich).
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Wenn ich irgendwo Mist erzählt habe bitte ich diejenigen die sich auskennen mich zu korrigieren.
Die Kraft ist proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit. Wieso, das erklärt die Antwort von hologence.
Aus demselben Grund, aus dem sich die kinetische Energie nach E = 1/2 m v^2 vervierfacht…