La resistenza dell’aria, chiamata anche resistenza al vento, è l’effetto di rallentamento che l’aria crea su un corpo mentre si muove attraverso l’atmosfera. Ad esempio, oggetti o persone in caduta libera troveranno la loro discesa rallentata dall’aria. È anche un fattore nel movimento degli aerei o di qualsiasi veicolo che si muova ad alta velocità. Questa resistenza ha una varietà di altri effetti, alcuni dei quali facilmente osservabili.
L’umanità è sempre stata in grado di osservare gli effetti della resistenza dell’aria, ma i fattori fisici coinvolti non sono stati compresi fino al XVII secolo. Galileo, cercando di capire il principio di gravità, usò esperimenti per testare la tesi di Aristotele secondo cui gli oggetti più pesanti cadono più velocemente di quelli più leggeri. È stato in grado di dimostrare che questo non era vero; la forza gravitazionale colpisce ogni oggetto allo stesso modo. Si rese conto che gli oggetti più leggeri erano rallentati dalla resistenza dell’aria e che gli oggetti più pesanti avevano un peso sufficiente per contrastare questo fattore.
La resistenza dell’aria è causata dalla collisione di un oggetto solido con le molecole di gas nell’atmosfera. Maggiore è il numero di molecole d’aria, maggiore è la resistenza. In pratica, questo significa che un oggetto con una superficie più ampia incontra una maggiore resistenza. Un oggetto più veloce ha anche una maggiore resistenza all’aria perché entra in contatto con più molecole d’aria in un dato lasso di tempo. Quando la resistenza di un oggetto in caduta libera eguaglia la forza di gravità sull’oggetto, non accelera più. Questa è chiamata velocità terminale e varia a seconda di fattori quali peso, superficie e velocità.
L’effetto può essere osservato guardando i paracadutisti in azione. Prima di attivare il suo paracadute, il paracadutista cade a velocità estrema, apparentemente tenuto in alto dall’aria. Se ritrae gli arti e punta il corpo verso il basso, la sua velocità aumenterà man mano che la resistenza diminuisce. Posizionando il suo corpo parallelo al suolo e allargando le braccia e le gambe, può rallentare la sua discesa. Una volta aperto il paracadute, la resistenza dell’aria aumenterà, rallentandola ulteriormente. La velocità terminale del paracadute aperto è abbastanza bassa da colpire il suolo a una velocità sostenibile.
Gli aerei sono progettati per superare la resistenza dell’aria, che è chiamata resistenza nel campo dell’aerodinamica. Il design aerodinamico della maggior parte degli aerei a reazione e dei razzi consente loro di attraversare l’atmosfera con la minor resistenza possibile. Anche automobili e treni utilizzano design aerodinamici in misura minore per lo stesso scopo. A meno che non siano progettati per viaggi ad alta velocità, la resistenza dell’aria non è un ostacolo così significativo per i veicoli terrestri come lo è per gli aerei. I semirimorchi a volte hanno tetti curvi per ridurre la resistenza nello spazio tra camion e rimorchio, il che può avere un effetto negativo sul chilometraggio del gas.