Jak ciąg wpływa na aerodynamikę?

Siły udźwigu, oporu, ciężaru i ciągu to siły, które oddziałują na siebie, aby określić aerodynamikę obiektu – czyli sposób, w jaki porusza się on w powietrzu. Podczas gdy siła nośna jest siłą, która musi pokonać ciężar obiektu, aby unieść go nad ziemię, ciąg musi pokonać siłę oporu, aby obiekt poruszał się w powietrzu.

Zgodnie z trzecią zasadą dynamiki Newtona każda akcja ma równą, ale przeciwną reakcję. Kiedy siła ciągu wywierana jest na obiekt, spowoduje to równą, ale przeciwną reakcję ruchu obiektu w powietrzu. Dobrym przykładem działania ciągu jest samolot w locie; ciąg generowany jest mechanicznie przez śmigła, które wypychają powietrze do tyłu i powodują równą, lecz przeciwną reakcję ruchu samolotu do przodu.

Opór to siła, która odpycha obiekt, gdy ten próbuje poruszać się w powietrzu, powodując jego spowolnienie. Siła oporu wywierana na obiekt zależy od wielkości i kształtu obiektu; mały okrągły przedmiot, taki jak piłka do baseballu, będzie odczuwał mniejszy opór niż duży, pudełkowaty samochód. Siła oporu wywierana na obiekt zależy również od medium, przez które się porusza; na przykład łatwiej jest poruszać się w powietrzu niż w wodzie.

Aby siła ciągu mogła przesunąć obiekt do przodu, musi najpierw przezwyciężyć skutki oporu. W przypadku samolotu opór to siła wywierana na samolot przez powietrze, przez które się przepycha. Jeśli silnik samolotu wygeneruje wystarczającą siłę ciągu, pokona on siłę przeciągnij i napędzaj samolot do przodu, pozwalając skrzydłom na dalsze generowanie siły nośnej i utrzymywanie samolotu w niebo.

Innym klasycznym przykładem wpływu ciągu na aerodynamikę są starty rakiet. W tym przypadku ciśnienie wytworzone przez spalanie i wyrzucanie paliwa rakietowego popycha rakietę w górę, wytworzenie wystarczającej siły ciągu, aby przezwyciężyć siły ciężaru i oporów wywierane na niego i wystrzelić go w niebo. Im większa prędkość, z jaką paliwo rakietowe jest wyrzucane z rakiety, tym większa będzie siła wypychająca ją przez atmosferę.