Fricción del Aire

La fricción o arrastre del aire, es un ejemplo de la fricción de fluidos. Al contrario del modelo estandar de la fricción de superficie, tales fuerzas de fricción son dependientes de la velocidad. Esta dependencia de la velocidad, puede ser muy complicada, y solo se van a tratar analíticamente casos especiales. A muy baja velocidad para partículas pequeñas, la resistencia del aire es aproximadamente proporcional a la velocidad y se puede expresar de la forma

donde el signo negativo, indica que siempre está directamente opuesta a la velocidad. Para mayores velocidades y objetos mas grandes, la fricción por arrastre es aproximadamente proporcional al cuadrado de la velocidad:

donde ρ es la densidad del aire, A el área de la sección transversal, y C es el coeficiente numérico de arrastre.

Dependencia de la Velocidad Lineal

Para objetos que se mueven a relativamente baja velocidad a través de un líquido, donde la turbulencia no es un factor significativo, entonces la resistencia viscosa o viscosidad al movimiento del objeto, es aproximadamente proporcional a su velocidad. Aún en los gases, hay circunstancias donde la resistencia por fricción es aproximadamente proporcional a la velocidad -tales como el movimiento de partículas diminutas a través del aire-. Mas comunmente, la fricción del aire tiene términos proporcionales al cuadrado e incluso a mayores potencias de la velocidad.

Para la dependencia lineal de la velocidad, la fuerza de resistencia se puede escribir
f_resistencia = -bv . Si esta resistencia es la única fuerza actuando, entonces la segunda ley de Newton viene a ser

Analizar movimiento

que llevará el objeto al reposo en una distancia

.

Si el peso W=mg del objeto también actúa, entonces el objeto alcanza la velocidad final :

Si la fuerza de flotación es significativa, esta velocidad final se expresa en términos de un valor efectivo de g.

Resistencia Viscosa

Si un objeto se mueve lentamente a través de un líquido, experimentará una resistencia de arrastre que es aproximadamente proporcional a la velocidad. Para una esfera cayendo a través de un líquido a un régimen de velocidad donde la viscosidad es el efecto dominante y la turbulencia se puede despreciar, el arrastre viscoso es

Esta resistencia se puede usar para calcular la distancia de penetración en el medio viscoso, la velocidad final, y la descripción del movimiento para el hundimiento de objetos.

Fricción de Fluidos

La resistencia al movimiento de un objeto a través de un fluido, se puede denominar "fricción de fluidos". Puede tomar la forma de resistencia viscosa en un líquido, o la denominación bastante diferente de Fricción del aire cuando un objeto se mueve a través de un gas.