测量空气阻力赵龙宇PB06005068实验目的1、测量空气阻力与风速的关系；2、测量空气阻力与面积的关系；3、了解空气阻力与物体外形间的关系。实验仪器①风机；②相同截面积的不同形状的物体；③三个圆盘；④扇形测力计；⑤精密压力计；⑥软管；⑦压力探头；⑧测量用小车；⑨导轨；⑩吊钩和固定支架。图1实验装置图实验原理物体处在气流中时，气流所施加的平行与气流方向的阻力Fw称为空气阻力。它与空气的流速v、物体垂直流速方向的横截面积及物体外形有关。用公式表述如下：Fw=Cw..·ρ2·v2·A物体的外形即由阻力系数Cw描述。A=物体的与气流速度垂直方向上的截面积ρ=空气的密度=1.23Kgm-3实验中用测力计测定风阻，风速的测量是靠配上标尺的精密压力计。该压力计是用于测量压力的，将其两端通过软管与压力传感器相连后（见下图2），压力计左端的通路测量的是总的压力，右端的通路测的是静压，标尺标定的是这两个压力的差。ΔP=Ptotal-Pstat=Pdyn（Pstat=静压Pdyn=动压）根据伯努利方程Pstat+12ρv2=Ptotal得出：ΔP=Ptotal-Pstat=Pdyn=12ρv2图2.测力计测定风阻这样按一定的比例在标尺上即可直接标定出风速。空气阻力与风速的关系是通过对同一个物体（圆盘），测定不同的风速下的数据得到的。只对风速与空气阻力间的关系感兴趣，其它参数当作常量。风速通过动压的测量来确定，阻力由测力计测出。空气阻力与面积的关系的测定只对空气阻力与截面积间的关系感兴趣，其它参数当作常量，其值不需要知道。由测力计测出阻力，三个圆盘面积值的比例关系为1：2：4。空气阻力与物体外形间的关系通过对具有相同横截面面积形状不同的各物体所受的空气阻力的实验测定，最终确定阻力系数Cw。v及动压Pdyn=12ρv2由压力传感器确定，使用一测力计测出Fw，Cw可由Fw、A、ρ和v或Fw、A和Pdyn推算出。由公式（1）可推出Cw=2Fwρ¿A⋅v2或Cw=FWA¿Pdyn思考题下表所示是各形状的阻碍物理论阻尼系数，将其与实际测量值相比，并分析产生差别的原因。阻碍物Cw(Theory)圆盘1.15球0.45半球形壳体1.33流线型钝尾物体0.06流线型尖端物体0.243实验数据1.将小车放到距扇形测力计20cm的位置，放上80mm直径的圆盘，将风力开到最大（约为0.4N左右），然后保持风力不变。测量空气阻力与面积的关系：圆盘直径空气阻力Fw/N圆盘面积A/cm2阻力面积比Fw/A40mm0.11512.5791.4956mm0.20024.6381.2080mm0.34550.2668.64[2007-12-1913:37"/Graph1"(2454453)]LinearRegressionforData1_B:Y=A+B*XPara...
