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空気抵抗の式は何ですか?

空気抵抗のための普遍的に適用可能な単一の式はありません。代わりに、式は速度によって異なります オブジェクトと形状の オブジェクトの。

これが故障です:

1。低速(層流):

* 式: f_d =1/2 *ρ * v^2 * c_d * a

* ここで:

* f_d =ドラッグフォース

*ρ=空気の密度(約1.225 kg/m³)

* v =オブジェクトの速度

* c_d =ドラッグ係数(オブジェクトの形状に依存します)

* a =オブジェクトの横断面積

2。高速(乱流):

*高速では、オブジェクトの周りの空気の流れが乱流になり、計算がより複雑になります。上記の式は引き続き使用できますが、抗力係数(C_D)の決定がより困難になり、速度によって大幅に変化する可能性があります。

空気抵抗に影響する要因:

* 形状: 合理化された形状のオブジェクトは、ドラッグを少なくします。これが、車や飛行機が丸い鼻と洗練された体で設計されている理由です。

* 表面積: 断面領域が大きい大きなオブジェクトは、より多くの抵抗を経験します。

* 速度: 空気抵抗は、速度の平方に比例して増加します。したがって、速度を2倍にすると、抗力が4倍になります。

* 流体密度: 密度の高い液体では、空気抵抗が大きくなります。 高度が高いほど空気密度が低く、空気抵抗が少なくなります。

重要なメモ:

*ドラッグ係数(C_D)は経験的値であり、各形状について実験的に決定する必要があります。

*上記の式は、空気抵抗の単純化された表現を提供します。実際の計算では、特に複雑な形状と高い速度に対して、より高度なモデルが必要になる場合があります。

例:

60 mph(26.8 m/s)で移動する車を想像してください。典型的な車の抗力係数は約0.3です。車の断面面積が2.5m²のとしましょう。上記の式の使用:

f_d =1/2 * 1.225 kg/m³ *(26.8 m/s)² * 0.3 *2.5m²≈344n

これは、車がその速度で約344のニュートンの空気抵抗力を経験することを意味します。

抗力係数(C_D)をより詳細に調査するか、空気抵抗について他の質問があるかどうかを教えてください。

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