¿Por qué la resistencia del aire es tan contraria a la intuición?

Al formar la relación entre la resistencia y el peso, se encuentra que es exactamente proporcional a la relación entre la velocidad y la velocidad terminal. Esto da como resultado que la resistencia lineal es insignificante para velocidades mucho menores que la velocidad terminal. Por ejemplo, una velocidad que es el 1% de la velocidad terminal implica un arrastre que es el 1% del peso.

En el caso de la resistencia cuadrática del aire, una manipulación similar le permite ver que la relación entre la resistencia y el peso va con el cuadrado de la relación entre la velocidad y la velocidad terminal. Para una velocidad que es el 10 % de la velocidad terminal, esto implica que la resistencia es el 1 % del peso. Entonces, para velocidades que son mucho menores que la velocidad terminal, el arrastre es aún más despreciable en el caso de la resistencia cuadrática del aire.

Esto me parece tan contrario a la intuición y casi paradójico. Tomando la resistencia del aire como una función de la velocidad, es claro que para velocidades superiores a 1 m/s, la resistencia cuadrática del aire proporcionará una fuerza mayor. A pesar de proporcionar una mayor fuerza, parece que para velocidades menores que la velocidad terminal, la resistencia cuadrática del aire le da "menos valor por su dinero", por así decirlo.

Si alguien tiene alguna idea útil sobre esta situación, me encantaría escucharla.

Respuestas (1)

Tomando la resistencia del aire como una función de la velocidad, es claro que para velocidades mayores que 1   metro / s la resistencia cuadrática del aire proporcionará una fuerza mayor.

Esto parece provenir de una idea errónea de que v 2 > v si v > 1   metro / s . En realidad, ninguno de los dos 4   metro 2 / s 2 o 2   metro / s son más grandes que el otro, tienen unidades diferentes y, por lo tanto, no se pueden comparar. El término cuadrático parece más grande, pero en otro sistema de unidades podría ser al revés.

La fuerza de arrastre como una función de la velocidad puede ser dada por F ( v ) = a v b v 2 , dónde a y b son dos constantes diferentes que dependen del objeto que se esté considerando. Dependiendo de los valores reales de a y b , las fuerzas relativas de los dos términos pueden variar.