1。衝突:
* 移動オブジェクト対空気分子: オブジェクトが空気中を移動すると、空気分子と衝突します。これらの衝突は、オブジェクトから空気分子にエネルギーを伝達し、オブジェクトを遅くします。
* 衝突の頻度: オブジェクトが速く移動するほど、これらの衝突が頻繁になり、抵抗が大きくなります。
* サイズと形状: オブジェクトの形状とサイズは、衝突の数にも影響します。 表面積が大きいと、衝突の可能性が高くなり、合理化された形状は衝突の数を最小限に抑えます。
2。粘度:
* 内部摩擦: 空気は、すべての液体と同様に、粘度を持ち、本質的に内部摩擦です。これは、空気分子が互いに固執し、互いに比較して動きに抵抗することを意味します。
* ドラッグフォース: オブジェクトが空気中を移動すると、粘度が抗力を引き起こします。このドラッグフォースは、オブジェクトの動きに反対します。
* 層の形成: オブジェクトが空気を通り抜けると、その周りに空気の薄い層が形成され、この空気の層がオブジェクトとともにドラッグされます。この層は境界層と呼ばれ、全体的な抗力に寄与します。
抵抗に影響する要因:
* 速度: 衝突の頻度が増加し、高速での空気の粘度が高いため、速度が上昇すると抵抗が劇的に増加します。
* 形状: 合理化された形状は、衝突の数と境界層のサイズを減らすことにより、抵抗を最小限に抑えます。
* 密度: 密度の高い空気には、単位体積あたりの分子が多く、より頻繁に衝突と抵抗が大きくなります。
要約:
空気抵抗は、動いている物体と衝突する空気分子と空気自体内の内部摩擦の複合効果の結果です。 抵抗はオブジェクトの速度、密度、表面積とともに増加しますが、オブジェクトの形状を最適化することで最小化できます。