Hambatan Udara

Hambatan udara, juga disebut hambatan angin, adalah efek perlambatan oleh udara yang dicptakan pada benda ketika bergerak melalui atmosfer. Benda atau orang jatuh bebas akan mendapat penurunan kecepatan karena diperlambat oleh udara, misalnya. Ini juga merupakan faktor dalam gerakan pesawat atau kendaraan yang bergerak pada kecepatan tinggi. Hambatan ini memiliki berbagai efek lain, beberapa dari mereka mudah diamati.

Beberapa kendaraan darat, seperti kereta api berkecepatan tinggi, memiliki desain ramping untuk meminimalkan efek hambatan udara.

Manusia selalu mampu mengamati efek hambatan udara, tetapi faktor fisik yang terlibat tidak dipahami sampai abad ke-17. Galileo, mencoba memahami prinsip gravitasi, yang digunakan eksperimen untuk menguji tesis Aristoteles bahwa benda-benda berat jatuh lebih cepat dari yang ringan. Ia mampu membuktikan ini tidak benar; gaya gravitasi mempengaruhi setiap objek dengan cara yang sama. Dia menyadari benda ringan yang diperlambat oleh hambatan dari udara, dan benda-benda berat memiliki berat badan yang cukup untuk melawan faktor ini.

Hambatan udara disebabkan oleh tumbukan benda padat dengan molekul gas di atmosfer. Semakin besar jumlah molekul udara, semakin besar hambatan. Dalam prakteknya, ini berarti bahwa suatu benda dengan permukaan yang lebih luas menemui hambatan besar. Sebuah benda yang lebih cepat juga memiliki hambatan udara lebih besar karena molekul udara itu lebih banyak kontak dalam kurun waktu tertentu. Ketika hambatan dari obyek dalam jatuh bebas sama dengan tarikan gravitasi pada objek, tidak lagi mempercepat. Hal ini disebut kecepatan terminal, dan bervariasi tergantung pada faktor-faktor seperti berat badan, luas permukaan, dan kecepatan.

Efeknya dapat diamati dengan mengamati aksi skydivers. Sebelum mengaktifkan parasut nya, skydiver jatuh pada kecepatan terminal, tampaknya tertahan tinggi-tinggi oleh udara. Jika dia menarik tubuhnya dan menunjukkan tubuhnya ke bawah, kecepatan nya akan meningkat saat hambatan tersebut berkurang. Dengan posisi sejajar tubuhnya ke tanah dan menyebarkan tangan dan kakinya, dia bisa memperlambat turun nya. Setelah ia membuka parasut nya, hambatan udara akan meningkat, memperlambat nya lebih lanjut. Kecepatan terminal parasut yang dibuka cukup rendah sehingga dia akan menyentuh tanah dengan kecepatan survivable.

 

Pesawat ini dirancang untuk mengatasi hambatan udara, yang disebut hambatan di bidang aerodinamis. Desain streamline pada pesawat jet dan roket memungkinkan mereka untuk melewati atmosfer dengan gesekan yang paling sedikit mungkin. Mobil dan kereta api juga menggunakan desain ramping dengan tingkat yang lebih rendah untuk tujuan yang sama. Kecuali mereka dirancang untuk perjalanan kecepatan tinggi, hambatan udara tidak begitu signifikan menjadi kendala bagi kendaraan darat seperti pada pesawat. Truk Semi kadang telah melengkungkan atapnya untuk mengurangi hambatan di ruang antara truk dan trailer, yang dapat memiliki efek negatif jarak tempuh.