Softonic

Luchtweerstandskracht-calculator

Stap 1 / 3 Luchtweerstandskracht
Volgende

De weerstandskracht is de aerodynamische weerstand die inwerkt op elk voorwerp dat door lucht of een vloeistof beweegt. Voer de snelheid van het voorwerp in, het frontale oppervlak, een weerstandscoëfficiënt en de luchtdichtheid, en deze calculator geeft de weerstandskracht via de standaardvergelijking F_d = ½·ρ·v²·C_d·A. Het resultaat verschijnt direct in newton en wordt live opnieuw berekend zodra je een waarde aanpast, zodat je een fietser, een auto of een vallende bol in seconden kunt vergelijken.

Hoe deze calculator werkt

  1. 1

    Voer snelheid en oppervlak in

    Typ de snelheid van het voorwerp in meter per seconde en het frontale oppervlak in vierkante meter: het silhouet dat de luchtstroom tegemoet gaat.

  2. 2

    Voeg weerstand en luchtdichtheid toe

    Voer de weerstandscoëfficiënt in (een dimensieloze vormfactor, ongeveer 0,3 voor een auto, 1,0 voor een vlakke plaat) en de luchtdichtheid (1,225 kg/m³ op zeeniveau).

  3. 3

    Lees de weerstandskracht af

    De weerstandskracht wordt weergegeven in newton en live opnieuw berekend telkens als je een invoerwaarde wijzigt.

De formule

De luchtweerstand groeit met het kwadraat van de snelheid, dus de snelheid verdubbelen viervoudigt de kracht:

F_d = ½ · ρ · v² · C_d · A

Waarbij:

  • F_d = weerstandskracht, in newton (N)
  • ρ = luchtdichtheid, in kg/m³ (≈ 1,225 op zeeniveau, 15 °C)
  • v = snelheid ten opzichte van de lucht, in meter per seconde (m/s)
  • C_d = weerstandscoëfficiënt, een dimensieloze vormfactor
  • A = frontaal (dwarsdoorsnede) oppervlak, in m²

Omdat de term v² domineert, kosten kleine snelheidstoenames veel kracht, en veel vermogen, want vermogen is kracht maal snelheid en schaalt met v³.

Uitgewerkt voorbeeld

Een wielrenner rijdt met v = 12 m/s bij een frontaal oppervlak A ≈ 0,5 m², een weerstandscoëfficiënt C_d ≈ 0,9, in lucht met ρ = 1,225 kg/m³:

F_d = ½ × 1,225 × 12² × 0,9 × 0,5 = 0,5 × 1,225 × 144 × 0,9 × 0,5 ≈ 39,7 N

Dat is de luchtweerstand die de renner moet overwinnen: ongeveer 80 % van de totale weerstand bij deze snelheid, en daarom is een aerodynamische houding zo belangrijk.

Referentiewaarden

Voorwerp C_d Oppervlak (m²) Opmerkingen
Gestroomlijnde auto 0,25 2,2 Moderne sedan
Typische auto 0,30 2,2 Gemiddelde personenauto
Fietser (rechtop) 0,90 0,5 Positie op de remgrepen
Bol 0,47 π·r² Gladde bal
Vlakke plaat 1,28 oppervlak van het vlak Slechtste geval, haaks op de stroom

Veelgemaakte fouten

  • Gebruik het frontale oppervlak, niet het totale oppervlak. A is het silhouet dat het voorwerp door de lucht duwt, niet zijn volledige buitenoppervlak.
  • De snelheid is ten opzichte van de lucht. Tegenwind telt op bij je snelheid over de grond bij het berekenen van v; rugwind wordt afgetrokken.
  • De luchtdichtheid is niet constant. Ze daalt met de hoogte en stijgt bij koude, waardoor de weerstandskracht enkele procenten verandert.
  • C_d hangt af van de vorm. Een gestroomlijnde druppel heeft een zeer lage coëfficiënt; een vlakke plaat die de stroom tegemoet gaat is het slechtste geval.

Veelgestelde vragen

De weerstandskracht is F_d = ½·ρ·v²·C_d·A, waarbij ρ de luchtdichtheid is (kg/m³), v de snelheid (m/s), C_d de weerstandscoëfficiënt en A het frontale oppervlak (m²). Het resultaat is in newton.

De weerstandskracht hangt af van het kwadraat van de snelheid, dus de snelheid verdubbelen viervoudigt de kracht. Het vermogen dat nodig is om haar te overwinnen schaalt met de derde macht van de snelheid, en daarom is reizen op hoge snelheid zo energie-intensief.

Op zeeniveau is de luchtdichtheid ongeveer 1,225 kg/m³. Typische weerstandscoëfficiënten zijn ongeveer 0,25 tot 0,30 voor auto’s, 0,47 voor een gladde bol, 0,9 voor een rechtop zittende fietser en rond 1,28 voor een vlakke plaat. Kies de waarde die het best bij de vorm van je voorwerp past.

De cijfers die je invoert worden alleen naar de server gestuurd om de resultaten te berekenen. Ze worden niet opgeslagen en nooit gedeeld.

Gerelateerde tools

Baby percentiel berekenen

Voer de leeftijd, het geslacht en het gewicht van je baby in om een benaderende gewichtspercentielband en het referentiebereik voor die leeftijd te zien, vanaf de geboorte tot 24 maanden.

Riemlengtecalculator

Bereken de exacte steek-, referentie- of effectieve lengte, of de hartafstand, uit twee referentiediameters van de poelies.

Afrondingscalculator

Rond exacte decimalen af van 12 cijfers achter de komma tot biljoenen. Vergelijk half-even, van nul af, plafond, vloer en vier andere regels.

RAID-calculator

Vergelijk de capaciteit van RAID 0, 1, 5, 6, 10, 50 en 60. Bereken gemengde schijven, parity-spans, hot spares, TB tegenover TiB en gemiddelde schijfkosten.

Boilercapaciteit berekenen

Bereken de benodigde capaciteit van een voorraadboiler via de First Hour Rating, of de doorstroming en warmtebelasting van een doorstroomtoestel.

Calculator voor kanaalafmetingen

Bereken kanaalafmetingen uit luchtdebiet en doelsnelheid of controleer de luchtsnelheid in een bestaand rond of rechthoekig luchtkanaal.

Tool beschikbaar in andere talen