No.3ベストアンサー
- 回答日時:
No.2です。
球体の抗力の参考サイトがあったので追記します。http://homepage3.nifty.com/skomo/f28/hp28_62.htm
この例にはレイノルズ数とのグラフがあるので、計算するにはまずレイノルズ数
をその球体サイズと速度からを求めます。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%82%A4% …
空気中では Re=(V・L)/1.46 x10^5 で計算します。もしその球体が直径
10cm、速度が10m/s なら Re≒146000 なので グラフから Cd≒0.4 程
だと解ります。後は同様に各数値を代入し、3軸方向のベクトルに分解すれば
お求めの答えになると思います。ただあくまでこの例からの近似です。
また先回答で「抗力係数:無次元」のところは「抗力係数 Cd:無次元」に訂正
致します。またご承知と思いますが、wikiも参考ページも単位系は空気密度に
「kg/m^3」を使ったSIで出していますので、答えは「N:ニュートン」になって
います。
No.2
- 回答日時:
3次元ベクトルは置いておいて、一方向の物体速度:V 、相対風速度Vwと
すれば、抗力 D=1/2・ρ・(V+Vw)^2・Cd・S になります。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8A%97%E5%8A%9B
具体的には、重力単位系での計算ですと:
抗力 D:kg (=kgf or kgw、力または重量、重力単位系では質量単位はkg・s^2/m)
速度 V と Vw:m/s
代表面積 S :m^2 (飛行機なら主翼面積、前面投影面積とは限らない)
空気密度 ρ(ロー):kg・s^2/m^4 (標準大気海面上なら1/8kg・s^2/m^4)
抗力係数:無次元
で計算出来るのですが、問題は最後の抗力係数です。これは計算では出せません。
なにかの球体を参考にすれば近似が得られそうではありますが、その球体の表面が
粗面か平滑か、置かれるマッハ数は、速度とサイズで決まるレイノルズ数は、
と色々要素があって、詰まるところ正確には風洞実験で求めるしかありません。
「空気抵抗」という言い方は曖昧で、力なので「抗力」と呼びます。この抗力
の次元は「力」なので、そうならない式は誤りです。
No.1
- 回答日時:
もっとも単純な計算方法は・・・
空気抵抗=空気抵抗係数×速度^2
・・・です。
この空気抵抗係数は物体の断面積に単純に比例しますが、物体の形状や表面の滑らかさ等の影響を受けるため実際に計測するしか知る術はありません。
速度は物体の実際の移動速度と風の合成速度であり、対気相対速度です。
高度によっては大気密度や気温の影響が大きくなりますし、音速以上の速度になるとまた単純に速度^2に比例というわけにもいきませんが、地表付近の高度で一般的な大気状態で亜音速にも満たないような速度であれば、上記の単純な計算式でほぼ間に合います。
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