Alle er intuitivt fortrolige med begrebet trækstyrke. Når du vader gennem vandet eller kører på en cykel, bemærker du, at jo mere arbejde du udøver, og jo hurtigere bevæger du dig, jo mere modstand får du fra det omgivende vand eller luft, som begge betragtes som væsker af fysikere. I mangel af trækkræfter kan verden behandles til 1.000 fods hjemmebane i baseball, meget hurtigere verdensrekorder i fri fods og biler med overnaturlige niveauer af brændstoføkonomi.
Trækstyrker, der er restriktive snarere end fremdrivende, er ikke så dramatiske som andre naturlige kræfter, men de er kritiske inden for maskinteknik og relaterede discipliner. Takket være matematiske forskeres indsats er det muligt ikke kun at identificere trækkræfter i naturen, men også at beregne deres numeriske værdier i en række hverdagssituationer.
Drag Force ligningen
Tryk defineres i fysik som kraft pr. Arealenhed:
P = \ frac {F} {A}
Brug af "D" til at repræsentere trækstyrke specifikt, denne ligning kan omarrangeres til
D = CPA
hvor C er en konstant proportionalitet, der varierer fra objekt til objekt. Trykket på en genstand, der bevæger sig gennem en væske, kan udtrykkes som (1/2) ρv, hvor ρ (det græske bogstav rho) er væskens tæthed, og v er genstandens hastighed.
Derfor,
D = \ frac {1} {2} C \ rho v ^ 2A
Bemærk flere konsekvenser af denne ligning: Trækstyrken stiger i direkte forhold til densitet og overfladeareal, og den stiger med kvadratet af hastigheden. Hvis du kører 10 miles i timen, oplever du fire gange den aerodynamiske træk, som du gør ved 5 miles i timen, med alt andet holdt konstant.
Træk kraft på et faldende objekt
En af ligningerne for et objekt i frit fald fra klassisk mekanik er
v = v_0 + ved
I det er v = hastighed på tidspunktet t, v0 er starthastighed (normalt nul), a er acceleration på grund af tyngdekraften (9,8 m / s2 på Jorden), og t er forløbet tid i sekunder. Det er tydeligt med et blik, at et objekt, der er faldet fra en stor højde, vil falde i stadigt stigende hastighed, hvis denne ligning var strengt sand, men det er ikke fordi den forsømmer trækkraft.
Når summen af kræfterne, der virker på en genstand, er nul, accelererer den ikke længere, selvom den måske bevæger sig med en høj, konstant hastighed. Således når en skydiver sin terminalhastighed, når trækkraft er lig med tyngdekraften. Hun kan manipulere dette gennem sin kropsholdning, hvilket påvirker A i trækligningen. Terminalhastigheden er omkring 120 miles i timen.
Træk kraft på en svømmer
Konkurrerende svømmere står over for fire forskellige kræfter: tyngdekraften og opdriften, som modvirker hinanden i et lodret plan, og træk og fremdrift, der virker i modsatte retninger i et vandret plan. Faktisk er den fremdrivende kraft intet andet end en trækstyrke, som svømmerens fødder og hænder anvender på overvinde vandets trækkraft, som, som du sandsynligvis har antaget, er betydeligt større end den for luft.
Indtil 2010 fik olympiske svømmere lov til at bruge specielle aerodynamiske dragter, der kun havde eksisteret i et par år. Swimming's styrende organ forbød dragter, fordi deres virkning var så udtalt, at verdensrekorder blev brudt af atleter, der ellers var umærkelige (men stadig i verdensklasse) uden jakkesæt.