공기 저항 계수

물체가 움직일때 공기의 저항을 받는 정도

문서번호: 2614분류: 물리학수정: 2021.03.20조회: 1.1k+

공기 저항 계수는 물체가 움직이는 방향에 반대 방향으로 작용하는 공기의 저항력을 나타내는 계수이다. 간단히 말해서 공기 저항 계수가 높으면 물체가 운동할 때 공기의 저항을 많이 받는다는 의미이다. 공기 저항 계수를 나타낼 때 단위는 Cd 로 표현한다.

우리가 일반적으로 알고 있듯이, 물체가 운동 방향에 대해 유선형의 모양을 가질 경우에 그렇지 않은 경우보다 낮은 공기 저항 계수를 가진다.

공식

C_d=\cfrac{F_d}{0.5 \rho \mu^2 A}
또는,
C_d=\cfrac{2F_d}{\rho \mu^2 A}

위 공식에서 알 수 있듯이 공기의 저항은 속도(μ)의 제곱에 비례해서 커진다. 다시 말해 속도가 2배 빨라지면 공기의 저항은 4배 커진다는 것이다.

자동차

현대자동차그룹 남양연구소 풍동 실험실, HMG Journal

자동차에 있어 주행시 공기의 저항은 차체의 앞을 가로막고 와류에 따라 뒤에서 잡아 당기는 항력 뿐만 아니라, 차체를 위로 들어 올리는 양력과 옆으로 밀어내려는 횡력 모두에 영향을 미치는 요소로 낮은 공기 저항 계수는 연비 또는 전비1를 상승시키는 아주 중요한 요소이다. 그에 따라 자동차 제조사들은 풍동 실험실을 이용해 자동차 주위로 흐르는 공기의 흐름을 연구하고 공기 저항 계수를 낮출 수 있도록 설계하고 있다.

일반적으로 공기의 저항을 10% 줄이면 연비가 2% 상승하며, 전기차의 경우 주행거리가 5% 증가하며, 자동차의 공기 저항 계수가 0.01 감소 할 때 마다 차체의 무게가 40kg 줄어드는 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

자동차의 공기 저항 계수 측정에 있어 A 는 차량을 정면에서 바라 볼 때의 영역이다.


  1. 전기차의 연비