動的揚力は、飛行機の翼、ハイドロ フォール、回転するボールなど、流体を通過する物体の動きによって物体に加えられる力です。クリケット、テニス、野球、ゴルフなどの試合中。
- ある種の流体を介した運動の結果として物体に作用する法線力。
- 物体がそのような流体の中を移動すると仮定すると、実際には物体の速度が流体の中を通り抜けた結果として、法線の力が物体にも作用します。
- 飛行機は動的揚力の最も一般的な例です。
- 飛行機が浮揚しているときは、液体の中を移動しています。この場合は、大気中の空気です。
- 法線力は、上向き方向 (つまり、この流体中の移動方向) に本体に適用されます。
- 動的揚力は、この力に付けられた名前です。
ベルヌーイの原理を前提として、回転するボールと回転しないボールの変化について説明します。回転していないボールを囲む流線は、流体 (空気) に関連して移動します。適切な位置でのボールの前後の場所での圧力の変化は、対応する場所でのボールの前後の流体の速度が同じであるため、流線の対称性によりゼロです..
空気は、回転するボールの表面に沿って引っ張られます。ボールが前方に飛ぶと空気は後方に移動するため、ボールのすぐ上の空気の相対速度は、ボールの下の空気の相対速度よりも大きくなります。その結果、合理化されたものはボールの下で希薄になり、ボールの上で過密になります。ボールに基づくサンプルとボールの周囲のサンプル間の速度変動により、2 つの面の間に圧力差が生じ、その結果、ボールが上向きに押し上げられます。マグヌス効果は、この結果としてボールが感じる動的揚力です。
ダイナミック リフト フォーミュラ
見られるように、流線間の領域はわずかに縮小しています。その結果、ベルヌーイの原理によると、ほぼ同じことの数式は次のようになります:
A1 V1 =A2 V2 🡪 (1)
連続方程式は、この公式に付けられた名前です。
流線間の間隔またはギャップが減少すると、速度が増加します。式 (1) から、面積は流線の速度に反比例し、速度が速いと圧力速度が相対的に低くなり、圧力が高くなると推測できます。
次に、翼の飛行経路と空気分子の動きを調べます。翼が正の x 方向に動いていて、空気分子がそれらを通り過ぎて流れている場合。したがって、翼を空間の領域として使用すると、x 軸に沿って空気分子の方向に移動する空気の流線が得られます。翼の上面の流線は互いに接近し、翼の底面で分離されます。これは、翼が斜めに折りたたまれているため、翼の運動経路が x 軸に沿っているためです。
したがって、式 (1) によれば、圧力差は y 方向に作用する目に見えない力を生成し、その力は揚力にすぎません。動的リフトは、このリフトに付けられた名前です。
動的リフトは次のように数学的に表すことができます:
F=ΔPA 🡪 (2)
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空気力学やいくつかの球技などの多くの産業は、動的揚力に大きく依存しています。回転翼船や飛行機を建造するときは、動的揚力が考慮されます。
空中で横に移動すると、上向きの動的揚力を発生させる形状の固体コンポーネントです。私たちが思い出すように、飛行機の翼の断面は、この翼の周りに流線を持つ翼に似ています。風に逆らって移動する場合、流れ方向に対する翼の位置により、翼の上の流線が下の流線よりも多く詰め込まれます。流れの上部は下部よりも高速です。したがって、翼の動的揚力は上向きの押し上げによって引き起こされます。
ベルヌーイの原理は、動的揚力を説明するために使用できます。動的揚力は、物体上の 2 つの場所の間の圧力差の結果として生じる力です。飛行機の翼を例に考えてみましょう。飛行中、飛行機は水平軸に沿って一定の速度で移動するため、飛行機の翼は水平軸に対して適度な角度になっています。この角度の結果として、空気の流線が束になって翼の上面に向かって蓄積し、翼の下部ではなく上部の 2 つの流線の間の領域が減少します。面積が減少した結果、連続方程式に従って、空気の速度は頂上付近で増加します。
ベルヌーイの原理から、速度が増加する傾向にあるため、圧力が低下する必要があることがわかります。その結果、翼の下部の圧力が上部よりも高く、この圧力の差によって、重力に逆らう力が翼に発生することがわかります。この力は動的揚力として知られており、飛行機を空中に保つ役割を担っています。
湾曲した野球ボールは、ダイナミック リフトのもう 1 つの例です。ピッチャーが野球ボールをトスするとき、彼または彼女は通常、ボールに回転を与えます。このスピンにより、野球ボールの両端に圧力差が生じ、ボールが動的に持ち上がり、カーブしたコースに打ち込まれます。
結論:
先ほどの説明から、流線の間の面積を小さくすると流速が上がることが分かりましたし、連続式から、面積を小さくすると体積が大きくなり、流線上部の流速が大きくなることもわかりました。上面の速度が高いため、圧力は低くなりますが、底面の領域では大幅に大きくなります。差が大きくなると、力が翼を持ち上げ、飛行機が飛行し続けるのを助けます。
