Force de traînée : calcul
La force de traînée se calcule avec F = ½ · ρ · v² · Cd · A : une plaque plane de 1 m² subit environ 151 N à 50 km/h au niveau de la mer. La masse volumique de l’air découle de l’altitude saisie.
Exemple : Forme du corps: Plaque plane (Cd 1,28) · Surface de référence 1 m² · Vitesse 50 · Unité: km/h · Altitude 0 m → Résultat : Force de traînée 151,4 N, puissance 2,103 kW. Source : NASA Glenn Research Center, The Drag Equation: D = Cd · A · 0.5 · ρ · V² (read 13.10.2026). Mise à jour : .
Comment le calcul est fait
Force de traînée F = ½ · ρ · v² · Cd · A. ρ est la masse volumique de l’air, v la vitesse, Cd le coefficient de traînée et A la surface de référence (NASA Glenn, The Drag Equation). La puissance dépensée contre la traînée est P = F · v.
Exemple
Plaque plane, Cd = 1,28, A = 1 m², niveau de la mer (ρ = 1,2266 kg/m³) : à 50 km/h (13,89 m/s), F = 0,5 · 1,2266 · 13,89² · 1,28 · 1 ≈ 151,4 N et P ≈ 2103 W.
Tableau : plaque plane à différentes vitesses
| km/h | Force en N | Puissance en W |
|---|---|---|
| 30 | 54,5 | 454 |
| 50 | 151,4 | 2103 |
| 100 | 605,7 | 16 826 |
| 130 | 1023,7 | 36 967 |
La force croît avec le carré de la vitesse, la puissance avec le cube : une vitesse double donne une force quadruple et une puissance huit fois plus grande.
Valeurs de Cd selon la forme (NASA)
| Cd | Force à 100 km/h et 1 m² en N |
|---|---|
| 1,28 | 605,7 |
| 1,14 | 539,5 |
| 0,295 | 139,6 |
| 0,045 | 21,3 |
Plaque plane 1,28, coin pointe vers l’aval 1,14, projectile 0,295, profil d’aile 0,045 – mesurés en soufflerie avec la surface frontale comme référence. Pour une sphère, la NASA ne donne qu’une plage de 0,07 à 0,5, car elle dépend du nombre de Reynolds.
Altitude et masse volumique de l’air
| Altitude en m | Masse volumique en kg/m³ |
|---|---|
| 0 | 1,2266 |
| 1000 | 1,1133 |
| 2000 | 1,0081 |
| 3000 | 0,9107 |
La masse volumique et la traînée diminuent avec l’altitude. Pour la chute et les frottements, voir le calcul de chute libre et la force de frottement.
Questions fréquentes
Comment calculer la force de traînée ?
Avec F = ½ · ρ · v² · Cd · A. Exemple : Cd 1,28, 1 m², 50 km/h, ρ 1,2266 kg/m³ donne environ 151 N.
Qu’est-ce que le coefficient Cd ?
Un nombre qui regroupe les effets de la forme et de l’écoulement ; la NASA le détermine en soufflerie.
Pourquoi la puissance augmente-t-elle autant avec la vitesse ?
La force croît avec v² et la puissance P = F · v avec v³ : une vitesse double exige huit fois plus de puissance.
Quelle surface saisir ?
La surface frontale vue dans le sens du courant ; elle doit correspondre au Cd utilisé.
Quelle masse volumique de l’air est utilisée ?
Celle du modèle NASA de la troposphère pour l’altitude saisie : 1,2266 kg/m³ au niveau de la mer.
Sources et références juridiques
- NASA Glenn Research Center, The Drag Equation: D = Cd · A · 0.5 · ρ · V² (read 13.10.2026)
- NASA Glenn Research Center, Shape Effects on Drag: Cd flat plate 1.28, wedge 1.14, bullet 0.295, airfoil 0.045 (read 13.10.2026)
- NASA Glenn Research Center, Earth Atmosphere Model (metric): troposphere T, p and ρ = p / [0.2869 · (T + 273.1)] (read 13.10.2026)
Dernière mise à jour : · Principes éditoriaux
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