Der Luftwiderstand, auch Windwiderstand genannt, ist die verlangsamende Wirkung, die Luft auf einen Körper ausübt, wenn er sich durch die Atmosphäre bewegt. Gegenstände oder Personen im freien Fall werden zum Beispiel durch die Luft beim Abstieg gebremst. Es ist auch ein Faktor bei der Bewegung von Flugzeugen oder anderen Fahrzeugen, die sich mit hohen Geschwindigkeiten bewegen. Diese Resistenz hat eine Vielzahl anderer Effekte, von denen einige leicht zu beobachten sind.
Die Menschheit konnte die Auswirkungen des Luftwiderstands schon immer beobachten, aber die physikalischen Faktoren wurden erst im 17. Jahrhundert verstanden. Galilei versuchte, das Prinzip der Schwerkraft zu verstehen, und testete die These von Aristoteles, dass schwerere Objekte schneller fallen als leichtere. Er konnte beweisen, dass dies nicht stimmte; die Gravitationskraft wirkt auf jedes Objekt gleich. Er erkannte, dass die leichteren Objekte durch den Luftwiderstand verlangsamt wurden und die schwereren Objekte genug Gewicht hatten, um diesem Faktor entgegenzuwirken.
Der Luftwiderstand entsteht durch die Kollision eines Festkörpers mit Gasmolekülen in der Atmosphäre. Je größer die Anzahl der Luftmoleküle, desto größer der Widerstand. In der Praxis bedeutet dies, dass ein Objekt mit einer breiteren Oberfläche auf einen größeren Widerstand stößt. Ein schnelleres Objekt hat auch einen größeren Luftwiderstand, da es in einer bestimmten Zeitspanne mehr Luftmoleküle berührt. Wenn der Widerstand eines Objekts im freien Fall der Schwerkraft auf das Objekt entspricht, beschleunigt es nicht mehr. Dies wird als Endgeschwindigkeit bezeichnet und hängt von Faktoren wie Gewicht, Oberfläche und Geschwindigkeit ab.
Der Effekt kann beobachtet werden, indem man Fallschirmspringer in Aktion beobachtet. Bevor sie ihren Fallschirm aktiviert, stürzt die Fallschirmspringerin mit Endgeschwindigkeit, scheinbar in der Luft gehalten. Wenn sie ihre Gliedmaßen einzieht und ihren Körper nach unten richtet, erhöht sich ihre Geschwindigkeit, wenn der Widerstand verringert wird. Indem sie ihren Körper parallel zum Boden positioniert und ihre Arme und Beine spreizt, kann sie ihren Abstieg verlangsamen. Sobald sie ihren Fallschirm öffnet, erhöht sich der Luftwiderstand und verlangsamt sie weiter. Die Endgeschwindigkeit des geöffneten Fallschirms ist niedrig genug, um den Boden mit einer überlebensfähigen Geschwindigkeit zu treffen.
Flugzeuge sollen den Luftwiderstand überwinden, der in der Aerodynamik als Widerstand bezeichnet wird. Das stromlinienförmige Design der meisten Düsenflugzeuge und Raketen ermöglicht es ihnen, mit dem geringstmöglichen Widerstand durch die Atmosphäre zu fliegen. Autos und Züge verwenden für den gleichen Zweck auch in geringerem Maße stromlinienförmige Designs. Sofern sie nicht für Hochgeschwindigkeitsreisen ausgelegt sind, ist der Luftwiderstand für Landfahrzeuge kein so großes Hindernis wie für Flugzeuge. Sattelschlepper haben manchmal gewölbte Dächer, um den Luftwiderstand zwischen LKW und Anhänger zu verringern, was sich negativ auf den Benzinverbrauch auswirken kann.