11+ ड्रैग फोर्स उदाहरण: विस्तृत तथ्य

इस लेख में, हम विस्तृत अंतर्दृष्टि के साथ ड्रैग फोर्सेज के विभिन्न उदाहरणों पर चर्चा करेंगे। ड्रैग फोर्स यांत्रिक बल हैं जो किसी ठोस पिंड की उसके आसपास के तरल पदार्थ के साथ परस्पर क्रिया के कारण उत्पन्न होते हैं।

ड्रैग फोर्स उदाहरण बहुत सामान्य हैं और अक्सर प्रकृति में किसी भी गतिमान पिंड की सापेक्ष गति के विपरीत कार्य करने वाले बल के रूप में देखे जाते हैं। जब भी कोई पिंड हवा में गति करता है तो इस प्रतिरोधक बल को वायुगतिकीय ड्रैग कहा जाता है और यदि यात्रा माध्यम पानी है, तो इसे हाइड्रोडायनामिक ड्रैग के रूप में जाना जाता है।

ड्रैग फोर्स उदाहरण नीचे सूचीबद्ध हैं

पानी में यात्रा करने वाली एक नाव

एक नाव पर बल हवा की गति से उत्पन्न होता है जो नाव के साथ बातचीत करता है और पानी में नौकायन के लिए एक प्रेरक शक्ति का परिणाम देता है। नाव पर कार्य करने वाले बल हवा की गति और दिशा के साथ-साथ शिल्प की गति और दिशा पर निर्भर करते हैं।

नाव पर चार बल कार्य करते हैं: उसका भार, उत्प्लावक बल (पानी के साथ संपर्क बल जो नाव को ऊपर की ओर धकेलता है), हवा का आगे का बल और पानी का पिछला खिंचाव।

द्रव के माध्यम से यात्रा करते समय शरीर द्वारा अनुभव किया गया ड्रैग फोर्स डी द्वारा दिया जाता है,

D=\\frac{1}{2}C\\rho Av^{2}

कहा पे:

सी ड्रैग गुणांक है, विभिन्न तरल पदार्थों (जैसे हवा और पानी) के लिए 0.4 से 1.0 तक के विशिष्ट मान।

द्रव का घनत्व है जिसके माध्यम से शरीर आगे बढ़ रहा है

v द्रव के सापेक्ष शरीर की गति है

ए प्रवाह की दिशा के लंबवत शरीर का अनुमानित क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र है।

खींचें बल उदाहरण
एक नौकायन नाव; छवि क्रेडिट: विकिपीडिया

आसमान में उड़ता एक हवाई जहाज

ड्रैग, थ्रस्ट, लिफ्ट और वेट के चार बलों के संयुक्त परिणाम से आकाश में एक हवाई जहाज उड़ाना संभव हो जाता है।

 हवाई जहाज का भार उसे पृथ्वी के केंद्र की ओर खींचता है, इस खींचने वाले बल को दूर करने के लिए ऊपर की दिशा में पर्याप्त लिफ्ट की आवश्यकता होती है। लिफ्ट हवाई जहाज के पंखों पर और ऊपर हवा के दबाव में अंतर का परिणाम है। हवाई जहाज का इंजन विमान की गति की दिशा में जोर पैदा करता है जो गति की दिशा के विपरीत कार्य करने वाले ड्रैग फोर्स द्वारा संतुलित होता है।

जब एक हवाई जहाज एक स्थिर गति से सीधी और समतल उड़ान भर रहा होता है, तो वह जो लिफ्ट पैदा करता है वह उसके वजन को संतुलित करता है, और जो जोर पैदा करता है वह उसके ड्रैग को संतुलित करता है। हालाँकि, बलों का यह संतुलन बदल जाता है क्योंकि हवाई जहाज ऊपर और नीचे जाता है, जैसे-जैसे यह गति करता है और धीमा होता है, और जैसे-जैसे यह मुड़ता है।

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एक स्थिर स्तर की अनुदैर्ध्य उड़ान में एक हवाई जहाज पर कार्य करने वाले बल; छवि क्रेडिट: विकिपीडिया

आकाश में उड़ता एक पक्षी

पक्षी द्वारा पंख फड़फड़ाना प्रकृति में उपलब्ध व्यापक प्रणोदन विधियों में से एक है।

एक पक्षी के मामले में, पंखों को फड़फड़ाकर उत्पन्न होने वाली लिफ्ट को एक ऊर्ध्वाधर बल के रूप में माना जा सकता है जो पक्षी के शरीर के वजन का समर्थन करता है (अर्थात नीचे की ओर गुरुत्वाकर्षण खिंचाव)। यहां ड्रैग को क्षैतिज बल के रूप में माना जाता है जो जोर का विरोध करता है। जोर वह बल है जो वस्तु को आगे की दिशा में ले जाता है, एक पक्षी के लिए विश्वास पक्षी की मांसपेशियों द्वारा प्रदान किया जाता है।

ड्रैग वायु प्रतिरोध के कारण होता है और गति की विपरीत दिशा में कार्य करता है, उत्पन्न ड्रैग वस्तु के आकार, हवा के घनत्व और उस वस्तु की गतिमान गति पर निर्भर करता है। थ्रस्ट या तो ड्रैग फोर्स पर काबू पा सकता है या उसका प्रतिकार कर सकता है।

आगे की उड़ान के दौरान, एक पक्षी का शरीर ड्रैग उत्पन्न करता है जो उसकी गति को कम कर देता है। अपने पंखों को फड़फड़ाकर, या ग्लाइडिंग करते समय संभावित ऊर्जा को कार्य में परिवर्तित करके, पक्षी गुरुत्वाकर्षण और ड्रैग को संतुलित करने के लिए लिफ्ट और थ्रस्ट दोनों पैदा करता है।

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एक पंख पर अभिनय करने वाले बल; छवि क्रेडिट: विकिपीडिया

चलती गाड़ी

चलती कार के मामले में, ड्रैग फोर्स का परिमाण बराबर होता है और इंजन द्वारा वाहन के पहियों पर बनने वाले बल के विपरीत दिशा में कार्य करता है। कार पर कार्य करने वाले इन दो समान और विपरीत बलों के कारण, शुद्ध परिणामी बल शून्य हो जाता है और कार एक स्थिर गति बनाए रख सकती है।

यदि हम कार को कुछ समय के लिए तटस्थ स्थिति में रखकर इंजन द्वारा उत्पन्न बल को शून्य कर दें तो कार पर केवल ड्रैग बल कार्य करता है। इस स्थिति में, कार पर नेट बल उपलब्ध होता है और कार धीमी हो जाती है।

साइकिल या बाइक की सवारी

एरोडायनामिक ड्रैग वास्तव में साइकिल चलाने में एक प्रमुख प्रतिरोधक शक्ति है, प्रत्येक साइकिल चालक को हवा के प्रतिरोध को दूर करना होता है। साइकलिंग में प्रेशर ड्रैग एक प्रमुख भूमिका निभाता है, मुख्य रूप से हवा के कणों के कारण सामने की सतहों पर एक साथ धकेलने और पीछे की सतहों पर अधिक दूरी तय करने के कारण होता है।

हर साइकिल चालक जिसने कभी भी एक कठोर हेडविंड में पेडल किया है, वह हवा के प्रतिरोध के बारे में जानता है। यह थकाऊ है! आगे बढ़ने के लिए, साइकिल चालक को अपने सामने हवा के द्रव्यमान से धक्का देना चाहिए।

बाइक

साइकिल और मोटरसाइकिल दोनों सिंगल-ट्रैक वाहन हैं और इसलिए उनकी गति में कई मूलभूत विशेषताएं समान हैं। यदि हम बाइकर और बाइक को एक ही प्रणाली के रूप में मानते हैं तो बाहरी बल अभिनय कर रहे हैं: ड्रैग फोर्स, गुरुत्वाकर्षण बल, जड़ता, जमीन से घर्षण बल और आंतरिक बल सवार के कारण होते हैं।

220px बाइक बाहरी बल
एक बाइकर की गतिशीलता; छवि क्रेडिट: विकिपीडिया

पैराशूट

ड्रैग फोर्स पैराशूट पर कार्य करता है, पैराशूट के आकार पर निर्भर करता है, पैराशूट जितना बड़ा होगा उस पर अभिनय करने वाला ड्रैग फोर्स होगा।

पैराशूट पर कार्य करने वाले दो बल ड्रैग फोर्स या वायु प्रतिरोध और गुरुत्वाकर्षण बल हैं। ड्रैग फोर्स गुरुत्वाकर्षण बल के विपरीत दिशा में कार्य करता है और जब भी पैराशूट गिरता है तो उसे धीमा कर देता है।

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पैराशूट; छवि क्रेडिट: विकिपीडिया

आसमान से गिरता एक स्काईडाइवर

जब कोई स्काईडाइवर हवाई जहाज से कूदता है तो उसके शरीर पर वायु प्रतिरोध या ड्रैग और गुरुत्वाकर्षण बल दोनों कार्य करते हैं। गुरुत्वाकर्षण बल स्थिर रहता है लेकिन पृथ्वी के वेग में वृद्धि के साथ वायु प्रतिरोध बढ़ता है।

शरीर से टकराने वाले वायु कणों के बल को उसके शरीर की स्थिति (शरीर के अनुप्रस्थ क्षेत्र) में परिवर्तन करके बदला जा सकता है। इससे स्काईडाइवर का पृथ्वी की ओर वेग बदल जाता है।

शरीर द्वारा अनुभव किए गए ड्रैग (प्रतिरोध) बल को निम्न सूत्र द्वारा दर्शाया जा सकता है:

R=0.5\\times D\\times p\\times A\\times v^{2}

जहाँ D ड्रैग गुणांक है,

p माध्यम का घनत्व है, इस स्थिति में वायु,

 A वस्तु का अनुप्रस्थ काट क्षेत्र है, और

 v वस्तु का वेग है।

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स्काइडाइविंग; छवि क्रेडिट: विकिपीडिया

एक तीर और फ्रिसबी की गति

एक तीर का प्रक्षेपवक्र तीन बलों से प्रभावित होता है: ए) धनुष से लक्ष्य की ओर त्वरण का बल, बी) गुरुत्वाकर्षण बल के कारण पृथ्वी की ओर त्वरण का बल, और सी) तीर पर वायुगतिकीय ड्रैग के कारण मंदी का बल।

धनुष स्ट्रिंग बल धनुष से तीर को तेज करता है जब तक कि तीर प्रक्षेपण वेग तक नहीं पहुंच जाता, ड्रैग फोर्स अपने वेग को धीमा कर देती है क्योंकि तीर हवा में चलता है। अंत में गुरुत्वाकर्षण बल तीर को पृथ्वी की सतह पर वापस लाता है।

बड़ी ताकतों के परिणामस्वरूप त्वरण होता है लेकिन भारी द्रव्यमान को तेज करना या कम करना बहुत कठिन होता है। इसलिए, एक हल्का तीर धनुष को तेज गति से छोड़ देता है और उड़ान के दौरान तेजी से वेग खो देता है।

धावकों  

जब धावक "हवा" चलाते हैं तो वे अनुभव करते हैं कि उनके खिलाफ धक्का देना वास्तव में ड्रैग का बल है. एक धावक या तैराक के मामले में ड्रैग फोर्स हमेशा गति के खिलाफ काम कर रही है, उनकी गति को धीमा करने की कोशिश कर रही है। ड्रैग को दूर करने के लिए एक धावक को दौड़ को आगे बढ़ाने के लिए तेजी से आगे बढ़ना पड़ता है। दूसरे शब्दों में शरीर द्वारा अधिक जोर उत्पन्न किया जाना चाहिए।

तैराक

विभिन्न प्रकार के ड्रैग फोर्स जैसे घर्षण, दबाव और वेव ड्रैग लगातार तैराक पर कार्य करते हैं क्योंकि वह दीवार पर अपने अंतिम स्पर्श के लिए पूल में उतरता है। तैराक के शरीर के साथ पानी के अणुओं को रगड़ने के परिणामस्वरूप घर्षण खिंचाव होता है, तैराक का चिकना शरीर कुछ हद तक घर्षण को कम करता है।

उच्च गति से तैरते समय, ललाट क्षेत्र (तैराक के सिर) में दबाव में वृद्धि होती है, जिससे तैराक के शरीर के दोनों सिरों के बीच दबाव का अंतर पैदा होता है। में यह अंतर दबाव तैराक के शरीर के पीछे अशांति उत्पन्न करता है, यह अतिरिक्त प्रतिरोध बल दबाव ड्रैग है.

तैराक के शरीर के पानी में डूबे रहने और आंशिक रूप से पानी से बाहर निकलने के परिणामस्वरूप वेव ड्रैग होता है। सभी वेव ड्रैग फोर्स तैराक के शरीर के सिर और कंधे के हिस्से से उत्पन्न होती है।

गेंदों की गति

जैसे ही गेंद हवा में चलती है, ड्रैग अपनी उड़ान के दौरान गेंद की गति का विरोध करेगा, और उसी समय इसकी सीमा और ऊंचाई को कम करेगा क्रॉसविंड्स अपने मूल पथ से विमुख कर देगा। गोल्फ जैसे खेलों में खिलाड़ियों द्वारा दोनों प्रभावों पर विचार किया जाता है।

एक उछलती हुई गेंद आम तौर पर प्रक्षेप्य गति का अनुसरण करती है, गेंद पर कार्य करने वाले विभिन्न बल गेंद के स्पिन और उत्प्लावन बल के कारण ड्रैग फोर्स, गुरुत्वाकर्षण बल, मैग्नस बल होते हैं, गेंद की गति का विश्लेषण करने के लिए सभी बलों पर विचार किया जाना चाहिए।

सामान्य तौर पर, कई कारक हैं जो गेंद के आकार और आकार, वस्तु के वेग के वर्ग और हवा की स्थितियों सहित ड्रैग फोर्स के परिमाण को प्रभावित करते हैं; विशेष रूप से, हवा का घनत्व और चिपचिपाहट। ड्रैग फोर्स का परिमाण निर्धारित करना मुश्किल है क्योंकि यह इस बात पर निर्भर करता है कि प्रवाह वस्तु की सतह के साथ कैसे इंटरैक्ट करता है। एक सॉकर बॉल के लिए, यह विशेष रूप से कठिन होता है क्योंकि गेंद को एक साथ पकड़ने के लिए सिलाई का उपयोग किया जाता है।

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उछलती गेंद; छवि क्रेडिट: विकिपीडिया

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