Weerstandscoëfficiënt

De weerstandscoëfficiënt (C_w, C_d of C_x) is een natuurkundige grootheid die gebruikt wordt bij het berekenen van de weerstand die een voorwerp ondervindt in een stromend medium, bijvoorbeeld lucht of water.

De weerstandscoëfficiënt is onder andere afhankelijk van de vorm van een voorwerp en van de structuur van het oppervlak. Als vuistregel geldt dat een ronde vorm die het stromende medium goed gestroomlijnd afvoert een lage coëfficiënt heeft en dat bij hoekige vormen de coëfficiënt hoger is. De exacte hoogte van de weerstandscoëfficiënt kan niet beredeneerd worden maar moet voor ieder object worden gemeten, bijvoorbeeld in een windtunnel of in een stromingskanaal. Omdat ook de viscositeit van het medium dat rond het voorwerp stroomt een rol speelt in de weerstandscoëfficiënt, kunnen de waarden voor lucht niet zonder meer gebruikt worden voor het berekenen van de weerstand in water. Wanneer een voorwerp een geheel andere snelheid krijgt dan tijdens het bepalen van de weerstandscoëfficiënt, kan een geheel ander stromingspatroon rondom het voorwerp ontstaan, bijvoorbeeld turbulent in plaats van laminair. De eerder gevonden weerstandscoëfficiënt kan dan niet gebruikt worden voor het berekenen van de weerstand bij de nieuwe snelheid.

De weerstandscoëfficiënt heeft, net als bijvoorbeeld het Reynoldsgetal, geen natuurkundige eenheid maar is een dimensieloos getal.

In advertenties voor auto's wordt de weerstandscoëfficiënt vaak de "C_w-waarde" genoemd. In het Frans spreekt men van de C_x. In de ballistiek werkt men met een ballistische coëfficiënt BC. Deze werkt met de inverse van de weerstandscoëfficiënt: een grotere luchtweerstand geeft een grotere C_w maar een lagere BC.

Toepassing in formule

De formule om de kracht te berekenen die de weerstand weergeeft bij beweging in een turbulente stroming is:

$F = \frac{ A \cdot C_w \cdot \rho \cdot v^2 }{ 2 }$

waarbij:

• F = kracht die de wrijving op het voorwerp uitoefent tijdens de beweging [N]
• A = relevante oppervlakte [m²]
• C_w = weerstandscoëfficiënt [-]
• ρ = dichtheid van de stof waarin het voorwerp zich voortbeweegt [kg/m³]
• v = snelheid ten opzichte van de stof waarin het voorwerp zich voortbeweegt [m/s]

Voorbeelden van weerstandscoëfficiënten

• 

  2,1 - een baksteen

• 

  >0,6 - vrachtauto

• 

  0,57 - Hummer H2, 2003

• 

  0,7 - 1,1 - Formule 1 auto

• 

  0,51 - Citroën 2CV

• 

  ruim 0,5 - Dodge Viper

• 

  0,42 - Lamborghini Countach, 1974

• 

  0,28 - Rumpler-Tropfenwagen, 1921

• 

  0,28 - Volkswagen Passat, 1988

• 

  0,9 -een fietser

• 

  0,07 - Nuna 3, 2005

Zie ook

• Kwadratische weerstandswet