Gaya hambat
Dalam dinamika fluida, gaya hambat (yang kadang-kadang disebut hambatan fluida atau seretan) adalah gaya yang menghambat pergerakan sebuah benda padat melalui sebuah fluida ( cairan atau gas). Bentuk gaya hambat yang paling umum tersusun dari sejumlah gaya gesek, yang bertindak sejajar dengan permukaan benda, plus gaya tekanan, yang bertindak dalam arah tegak lurus dengan permukaan benda. Bagi sebuah benda padat yang bergerak melalui sebuah fluida, gaya hambat merupakan komponen dari aerodinamika gaya resultan atau gaya dinamika fluida yang bekerja dalam arahnya pergerakan. Komponen tegak lurus terhadap arah pergerakan ini dianggap sebagai gaya angkat. Dengan begitu gaya hambat berlawanan dengan arah pergerakan benda, dan dalam sebuah kendaraan yang digerakkan mesin diatasi dengan gaya dorong.
Dalam mekanika orbit, tergantung pada situasi, hambatan atmosfer bisa dianggap sebagai ketidak efesiensian yang membutuhkan pengeluaran energi tambahan dalam peluncuran objek angkasa luar.
Tipe-tipe gaya hambat pada umumnya terbagi menjadi kategori berikut ini:
Frasa "gaya hambat parasit" sering digunakan dalam aerodinmika, gaya hambat sayap angkat pada umumnya lebih kecil dari gaya angkat. Aliran fluida di sekeliling bagian benda yang curam pada umumnya mendominasi, dan lalu menciptakan gaya hambat. Lebih jauh lagi, gaya hambat imbas baru relevan ketika ada sayap atau badan angkat, dan dengan begitu biasanya didiskusikan baik dalam perspektif aviasinya gaya hambat, atau dalam desainnya semi-planing atau badan kapal. Gaya hambat gelombang berlangsung saat sebuah benda padat bergerak melalui sebuah fluida atau mendekati kecepatan suara dalam fluida itu — atau dalam kasus di mana sebuah permukaan fluida yang bergerak bebas bergelombang permukaan menyebar dari objek, misalnya saja dari sebuah kapal.
Untuk kecepatan yang tinggi — atau lebih tepatnya, pada bilangan Reynolds yang tinggi — gaya hambat keseluruhannya sebuah benda dikarakterisasikan oleh sebuah bilangan tak berdimensi yang disebut koefisien hambatan. Mengumpamakan sebuah koefisien hambatan yang lebih-atau-kurang konstan, seretan akan bervariasi sebagai kuadratnya kecepatan. Dengan begitu, tenaga resultan yang dibutuhkan untuk mengatasi gaya hambat ini akan bervariasi sebagai pangkat tiganya kecepatan. Persamaan standar untuk gaya hambat adalah satu setengah koefisiennya seretan dikali dengan massa jenis fluida, luas dari item tertentu, dan kuadratnya kecepatan.
"Hambatan angin" merupakan istilah orang awam yang digunakan untuk mendeskripsikan gaya hambat. Penggunaannya seringkali tak jelas, dan biasanya digunakan dalam sebuah makna perbandingan ("sebagai misal," kok bulu tangkis memiliki "hambatan angin" yang lebih tinggi dari bola squash).
Persamaan gaya hambat menghitung gaya yang dialami sebuah objek yang bergerak melalui sebuah fluida pada kecepatan yang relatif besar (misalnya bilangan Reynold yang tinggi, "R" > ~1000), yang juga dijuluki "seretan kuadrat". Persamaan tersebut merupakan penghormatan kepada John William Strutt, 3rd Baron Rayleigh, yang awalnya menggunakan "L" dalam tempatnya "A" ("L" adalah panjang). Gaya sebuah objek yang bergerak melalui sebuah fluida adalah:
Gaya hambat parasit (yang juga disebut gaya seret parasit atau seretan parasit) merupakan gaya hambat yang disebabkan oleh pergerakan sebuah benda padat melalui sebuah fluida. Gaya hambat parasit tersusun dari begitu banyak komponen, yang terbesar adalah seretan bentuk. Gesekan permukaan serta seretan interferensi juga merupakan komponen utamanya gaya hambat parasit
Dalam ilmu penerbangan, gaya hambat imbas cenderung lebih besar pada kecepatan yang lebih pelan karena dibutuhkan sudut serang yang tinggi untuk mempertahankan gaya angkat, menciptakan lebih banyak lagi seretan. Namun, ketika kecepatan meningkat sehingga gaya hambat imbas berkurang, gaya hambat parasit malah meningkat sebab fluida mengalir lebih cepat di sekeliling objek yang menonjol sekaligus meningkatkan gaya hambat maupun gaya gesek. Bahkan pada kecepatan yang lebih tinggi dalam transonik, gaya hambat gelombang masuk dalam perhitungan. Setiap bentuk gaya hambat itu mengalami perubahan proporsi terhadap satu sama lain berdasarkan pada kecepatan. Dengan begitu kurva gaya hambat total gabungan memperlihatkan nilai yang minimal pada sejumlah kecepatan udara – pesawat yang terbang pada kecepatan ini akan berada pada atau mendekati efisiensi tertingginya. Pilot akan menggunakan kecepatan ini untuk memaksimalkan ketahanan (konsumsi fuel minimal), atau memaksimalkan jarak luncur ketika terjadi kerusakan pada mesin.
Dalam aerodinamika, gaya hambat imbas atau gaya seret vortek merupakan sebuah gaya hambat yang terjadi saat sebuah badan angkat atau sayap menghasilkan gaya angkat dalam jangka waktu terbatas. Sedangkan parameter lainnya tetap sama, sudut serangan dan gaya hambat imbas yang meningkat.
Bentuk umum dari persamaan kecepatan tinggi berlaku lumayan baik bahkan pada kecepatan yang mendekati atau melebihi kecepatan suara, namun, faktor Cd berubah dengan kecepatan, dalam sebuah cara yang tergantung pada sifat objek.
Pada umumnya, di atas Mach 0.85 koefisien hambatan meningkat sampai sebuah nilai beberapa kali lipat lebih tinggi pada Mach 1.0, dan lalu menurun lagi pada kecepatan yang lebih tinggi, cenderung pada sebuah nilai mungkin 30% lebih tinggi daripada kecepatan subsonik. Hal ini disebabkan oleh terciptanya gelombang kejut yang menghasilkan gaya hambat gelombang.