Luftmotståndskraften - En teoretisk fråga
Varför kan inte luftmotståndskraften bli större än den kraften som drar ett föremål nedåt? Jag vet att det ej sker utan att det fallande föremålet tillslut får en maximal hastighet, då luftmotståndskraften är lika stor som den verkande gravitationskraft. Då är den resulterande kraften på föremålet noll. Om det jag frågar om skulle gå, så medför det att föremålet istället ändrar rörelseriktning i luftmotståndskraftens riktning. Varför är inte detta möjligt?
Luftmotståndskraften kan bli större än kraften som drar något nedåt men det som händer då är inte att rörelseriktningen ändras utan att hastigheten minskar. Faktum är att detta är ett rent nödvändigt krav för att en kropp ska bromsa in och inte bara röra sig i konstant hastighet.
Detta är precis vad som händer när en meteoroid träder in i atmosfären och bromsas in. Luftmotståndskraften är mycket mycket större än tyngdkraften varför meteoroid hastighet minskar. Ett annat exempel vore hur en kula avfyrad från ett vapen saktar in från den maximala hastigheten den hade vid mynningen allteftersom den rör sig genom luften, då helt oberoende av tyngdkraften.
För att rörelserikningen ska ändras så måste luftmotståndskraften vara större än tyngdkraften just i det tillstånd då hastigheten sjunkit hela vägen till 0. Kan vi komma på någon situation där det sker eller varför det känns orimligt?
Aha, intressant! Tack för ditt utförliga svar. Nej, jag kan inte komma på någon sådan situation. Den situationen känns orimlig. Luftmotståndskraften verkar 180˚ från den aktuella hastighetsriktningen som föremålet i fråga färdas i. Om den aktuella hastigheten är noll så kan ingen luftmotståndskraft uppstå och därav ingen hastighet.
Jag kan inte heller komma på någon situation där luftmotstånd ska kunna vända en rörelse och är för mig i alla fall främst en följd av att vi bundit luftmotståndsbegreppet till kroppens hastighet.
Luftmotstånd i sig kommer ju av att luft måste trängas undan framför ett objekt som rör sig genom luften och eftersom partiklarna har massa krävs ett arbete att försätta dem i rörelse så att de rör ur vägen vilket uttrycker sig som luftmotstånd på objektet.
Ett annat perspektiv är att partiklarna framför kroppen pressas samman tätare när kroppen rör sig medan det bakom kroppen bildas ett partiellt vakuum vilket leder till ett högre lufttryck framför och ett undertryck bakom med en resulterande nettokraft. (Detta perspektiv är främst giltigt vid höga hastigheter)
Utifrån båda dessa infallsvinklar blir dock alltid luftmotståndet motriktat rörelseriktningen.
(Vi kan dock såklart via luft skapa en stark kraft genom helt enkellt skapa ett luftflöde men då en pappersbit slungas uppåt i luften av vinden så ser vi det inte som luftmotstånd även om luften är orsaken just eftersom det är något som är oberoende av hastigheten hos kroppen)
