Luftwiderstand

Physik

Basiswissen

Wie sehr die Luft eine Bewegung bremst: wenn sich etwas durch Luft bewegt, übt die Luft einen bremsenden Widerstand aus. Dieser ist umso größer, je schneller sich etwas bewegt. Neben der Geschwindigkeit hängt der Luftwiderstand noch ab von der Form des sich bewegenden Objektes, seiner Größe und der Rauhheit seiner Oberfläche. Zur Berechnung dient die Luftwiderstandsformel ↗

Berechnung

Der Luftwiderstand kann näherungsweise mit einer Formel berechnen werden: cw-Wert mal Stirnfläche mal 0,5 mal Luftdichte mal Geschwindigkeit zum Quadrat, mehr unter Luftwiderstandsformel ↗

Zahlenbeispiel zum Luftwiderstand

Als Beispiel betrachten wir ein Auto VW Golf VII.

Er hat eine Stirnfläche von 2,19 m² und ein cw-Wert von 0,27.

Die Werte von aus einem Graphen abgelesen und gelten nur ungefähr.

Bei 0 km/h hat er einen Luftwiderstand von 0 Newton.

Bei 40 km/h hat er einen Luftwiderstand von etwa 50 Newton.

Bei 60 km/h hat er einen Luftwiderstand von etwa 100 Newton.

Bei 80 km/h hat er einen Luftwiderstand von etwa 200 Newton.

Bei 100 km/h hat er einen Luftwiderstand von etwa 274 Newton.

Bei 120 km/h hat er einen Luftwiderstand von etwa 400 Newton.

Bei 140 km/h hat er einen Luftwiderstand von etwa 560 Newton.

Bei 160 km/h hat er einen Luftwiderstand von etwa 700 Newton.

Bei 180 km/h hat er einen Luftwiderstand von etwa 880 Newton.

Siehe auch Newton ↗

Radfahrer

Bei leichtem Gegenwind erbringen die Fahrer an der Spitze eines Pulks bis 400 Watt Leistung.

Wer in der Mitte des Pulks (Pelotons) im Wandschatten fährt, hat nur 300 Watt nötig.

Siehe auch unter Fahrradprofi ↗

Was ist die Schallmauer?

Bei Annäherung an die Schallgeschwindigkeit steigt der Luftwiderstand stark an.

Dies erscheint Piloten wie der Widerstand einer Mauer, die man nicht durchbrechen kann.

In einem kontrollierten Flug wurde die Schallmauer erstmals 1947 durchbrochen.

Lies mehr unter Schallmauer ↗

Vergleich

Zum Luftwiderstand kommt noch der Rollwiderstand hinzu.

Er ist weitgehend unabhängig von der Geschwindigkeit.

Für den Golf VII liegt er bei etwa 150 Newton.

Siehe auch Rollwiderstand ↗

zur Bildbeschreibung mit Autoren- und Urheberinfos — Etwa 270 km/h: eine Boeing 745 direkt nach dem Aufsetzen auf der Landebahn. Das Ziel ist es jetzt, möglichst stark zu bremsen. An den Flügeln werden Bremsklappen dazu ausgefahren. Das erhöht zum einen den Luftwiderstand. Zum anderen bricht der Auftrieb an den Flügeln ab und das Flugzeug wird stärker auf den Boden gedrückt. Damit kann auch effektiver über die Räder gebremst werden. my name (Wikimedia)