Wenn ein Körper sich durch die Luft bewegt, so werden die Luftteile vor
dem Körper gezwungen, auszuweichen und selbst gewisse Wege
einzuschlagen. Auch hinter dem Körper wird die Luft in Bewegung geraten.
Hat der Körper eine gleichmäßige Geschwindigkeit in ruhender Luft, so
wird auch in der den Körper umgebenden Luft eine gleichmäßige Bewegung
eintreten, die im wesentlichen darin besteht, daß die Luft vor dem
Körper sich auseinander thut und hinter dem Körper wieder zusammengeht.
Die hinter dem Körper befindliche Luft wird teilweise die Bewegungen des
Körpers mitmachen, und außerdem werden gewisse regelmäßige
Wirbelbewegungen in der Luft entstehen, welche sich noch eine Zeit lang
auf dem von dem Körper in der Luft beschriebenen Wege vorfinden werden
und erst allmählich durch die gegenseitige Reibung aneinander zur Ruhe
kommen.
Der vorher in Ruhe befindlichen Luft müssen alle diese Bewegungen, die
für das Hindurchlassen des Körpers durch die Luft nötig sind, erst
erteilt werden; und deshalb setzt die Luft dem in ihr bewegten Körper
einen gewissen meßbaren Widerstand entgegen, zu dessen Überwindung eine
gleich große Kraft gehört.
Die genauere Kenntnis dieses Luftwiderstandes erstreckt sich nun leider
nur auf wenige, ganz einfache Anwendungsfälle, und man kann sagen, daß
nur derjenige Luftwiderstand wirklich allgemein bekannt ist, welcher
entsteht, wenn eine dünne, ebene Platte senkrecht zu ihrer
Flächenausdehnung durch die Luft bewegt wird.
Schon für den Fall, wo diese Bewegung der ebenen Platte oder Fläche
durch die Luft unter einer anderen Neigung geschieht, weichen die in den
technischen Handbüchern angeführten Formeln in einer wenig Vertrauen
erweckenden Weise voneinander ab.
Noch weniger bekannt sind die Gesetze des Luftwiderstandes für gekrümmte
Flächen.
Man kann dieses Gebiet der Mechanik als ein bisher sehr wenig
erforschtes bezeichnen.
Als ausreichend bewiesen und durch viele Versuche festgestellt erscheint
nur der Satz, daß der Luftwiderstand proportional der Fläche zunimmt und
mit dem Quadrat der Geschwindigkeit wächst.
Eine ebene Fläche von 1 qm, welche mit gleichmäßiger Geschwindigkeit in
der Sekunde einen Weg von 1 m normal zu ihrer Flächenausdehnung
zurücklegt, erfährt einen Widerstand von rund 0,13 kg. Hiernach
berechnet sich der Luftwiderstand von L kg für eine Fläche von F qm bei
einer sekundlichen Geschwindigkeit von v qm nach der Formel: