ما هي حاسبة قوة السحب؟
تحسب حاسبة قوة السحب مقدار المقاومة الهوائية (أو المائية) التي يتعرض لها جسم ما أثناء حركته داخل مائع كالهواء أو الماء. وتعتمد الحاسبة على معادلة السحب الكلاسيكية المعتمدة في الفيزياء والهندسة، فتمنحك قيمة قوة السحب بوحدة النيوتن إلى جانب الضغط الديناميكي للتدفق.
كيفية الاستخدام
أدخل أربع قيم: كثافة المائع \(\rho\) (نحو 1.225 كجم/م³ للهواء عند مستوى سطح البحر، و~1000 كجم/م³ للماء)، والسرعة النسبية \(v\) بالمتر في الثانية، ومعامل السحب اللابُعدي \(C_d\) الخاص بالجسم، والمساحة المرجعية (الأمامية) \(A\) بالمتر المربع. وستعرض لك الحاسبة قوة السحب على الفور.
شرح المعادلة
معادلة السحب هي $$F_d = \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^{2} \cdot C_d \cdot A$$ تتناسب قوة السحب طرديًا مع الكثافة والمساحة، لكنها تزداد مع مربّع السرعة — أي أن مضاعفة السرعة تضاعف قوة السحب أربع مرات. ويعبّر معامل السحب \(C_d\) عن مدى انسيابية شكل الجسم (نحو 0.04 لجناح انسيابي، و0.47 لكرة، و1.05 لمكعب). أما الحدّ \(\frac{1}{2}\rho v^{2}\) فهو الضغط الديناميكي للمائع.
مثال تطبيقي
سيارة تسير بسرعة 30 م/ث (108 كم/س) في الهواء (\(\rho = 1.225\) كجم/م³)، بمعامل سحب \(C_d = 0.5\) ومساحة أمامية \(A = 2\) م²: $$F_d = 0.5 \times 1.225 \times 30^{2} \times 0.5 \times 2 = 0.5 \times 1.225 \times 900 \times 0.5 \times 2 = 551.25 \text{ نيوتن}$$
الأسئلة الشائعة
ما الوحدات المستخدمة؟ وحدات النظام الدولي (SI) بالكامل — الكثافة بـ كجم/م³، والسرعة بـ م/ث، والمساحة بـ م². أما النتيجة فبوحدة النيوتن.
ما القيمة النموذجية لمعامل السحب؟ تتراوح بين 0.25 و0.35 للسيارات الحديثة، و0.47 للكرة، وبين 1.0 و1.3 تقريبًا للصفيحة المسطحة المواجهة للتدفق.
هل تصلح الحاسبة للماء؟ نعم — فالمعادلة صالحة لأي مائع. ما عليك سوى استخدام كثافة المائع المناسبة (نحو 1000 كجم/م³ للماء العذب).
