📌 PODSETNIK
🧠 Osnovna ideja
- Kada telo prolazi kroz fluid (gas ili tečnost), mora da pomerа molekule fluida da bi sebi napravilo prolaz.
- Molekuli fluida se tome opiru, pa se javlja sila koja koči kretanje tela.
- Ta sila se naziva otpor sredine.
🔥 Otpor sredine i energija
- Telo vrši rad na pomeranje molekula fluida, pa time gubi deo svoje kinetičke energije.
- Deo energije prenosi se na fluid (kao toplota), a deo ostaje na telu.
- Primer: zagrevanje meteorita pri ulasku u atmosferu.
🧩 Od čega zavisi otpor sredine?
- Zavisnost je kompleksna: različite brzine, različiti oblici tela, različite sredine daju različit otpor.
- Nekada molekuli „glatko skliznu“ preko tela, nekada moraju da prave „duži zaobilazni put“, a nekada nastaju vrtlozi koji povećavaju otpor.
📐 Formula za silu otpora sredine
Otpor sredine se računa pomoću eksperimentalno određenog koeficijenta (aerodinamički ili hidrodinamički koeficijent).
Formula:
$ F_d = \frac{1}{2}\, C \, \rho \, S \, v^2 $
- $F_d$ – sila otpora sredine
- $C$ – koeficijent aerodinamičnosti (ili hidrodinamičnosti)
- $\rho$ – gustina fluida
- $S$ – površina izložena delovanju fluida
- $v$ – brzina tela kroz sredinu
🚗 Posledice kvadratne zavisnosti od brzine
- Ako automobil poveća brzinu sa 50 km/h na 100 km/h → sila otpora sredine postaje četiri puta veća.
- Zato se pri većoj brzini troši više goriva (iako ne 4× više), jer se energija troši i na trenje, grejanje motora itd.
🪂 Otpor sredine u slobodnom padu
- Brzina tela u slobodnom padu raste, pa raste i sila otpora sredine (brže, jer zavisi od kvadrata brzine).
- Gravitaciona sila je konstantna, a otpor sredine raste → u nekom trenutku postaju jednake.
- Tada je rezultujuća sila jednaka 0 i telo nastavlja da pada konstantnom brzinom.
- Ta brzina se zove terminalna brzina.
🐭➡️🧍 Galilejev zakon kvadrata i kuba – posledice na pad
- Sa rastom dimenzija tela njegova masa raste brže od površine.
- Gravitaciona sila zavisi od mase, a otpor sredine od površine → veće telo ima veću terminalnu brzinu.
- Zato pad sa iste visine ima mnogo teže posledice po čoveka nego po miša.
Za detaljno objašnjenje uz animacije pogledajte video.