空気抵抗の式はなぜF=kv²と出来たのでしょうか？ また、F=kv² からFを求めてからkを求めて、

空気抵抗の式はなぜF=kv²と出来たのでしょうか？
また、F=kv² からFを求めてからkを求めて、その後でF1= mg-kv²を求める事で空気抵抗を考慮した下向きの力を求めるのでしょうか？
ちなみに、F=mgは空気抵抗を考慮しないで下向きに働く力を求める式ですが、ほぼ真空の空間でF=mgが正しい事を証明したのでしょうか？
また、空気抵抗がかかる場合とかからない場合では重力加速度gは違うのでしょうか？
それとも空気抵抗がかかる場合もかからない場合もgはほぼ同じで、下向きにかかる力だけが異なるのでしょうか？

No.2 ベストアンサー 回答者： Aoi.I 回答日時： 2019/04/11 22:39

実際に実験してみると、誤差が結構ありますが

高校レベルの物理では「流体の慣性抵抗を考慮した場合の自然落下」がよくテキストに出てきますね。
この事象はv^2 に（だいたい）比例することが経験則から分かっており、公式が定義されています。


層流を形成するような速度が遅い場合、流体の粘性抵抗を考慮しなければならない時は抵抗がもっと小さくなります。
イメージしにくいかもしれないですが、例えば車のカタログにある空気抵抗を示すCd値は規定の速度で算出するように決められています。なぜなら、低速時は抵抗がすごく小さくて、高速道路で走る時の抵抗はもっと大きくなります。

実世界は温度、渦、色んなものが影響するのでその式の通りとはなりませんが、力の釣り合いを考えさせたりする都合上、式の定義が与えられてるんでしょうね。（なので、私は日本の物理って微分積分の練習みたいだなって感じてます）

この回答へのお礼

なるほど、ありがとうございます。
教科書に書いてあるgは空気抵抗を考慮しない場合ならば、自作した重力を考慮したg1を作った場合、そのmg1は空気抵抗を考慮した下向きの力となるのでしょうか？
また、教科書に書いてあるgが空気抵抗を考慮しなかったのは何故でしょうか？

お礼日時：2019/04/12 06:43

No.1 回答者： tknakamuri 回答日時： 2019/04/11 02:12

>空気抵抗の式はなぜF=kv²と出来たのでしょうか？

出来てません。添付図は流体力学から求めた速度とcdの関係だけど
全然成り立ってません。

真ん中辺の、cd=ー定っぽいところで kv^2 と見なしても
差し支えない場合があるかも
程度です。