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ずっと疑問に思っています。度々周りの人に聞くのですがしっくりくる回答が得られません。どう考えてもあんな大きな鉄のかたまりが
空中に浮かぶ事、浮かんだ後に前に進むこともとても不思議です。
教えて下さい。

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A 回答 (10件)

台風が来ると、大きな金属製の屋根が風で煽られてべきべきと音を立てながら浮き上がり、めくれ上がって、そのまま飛んでいってしまうことがあります(稀にテレビで放映されたりしますね)。

このように、強烈な風の持つエネルギーは想像を絶するものがあるのです。

飛行機は、このエネルギーを空を飛ぶために利用します。飛行機の離陸速度を例えば時速250kmとすると、秒速に直すと70mにもなり、強い台風のさらに2倍近くという猛烈な速度になります。つまり、飛行機から見ると、前から台風の2倍という風に煽られている状態になります。
そして巨大な翼がその風の力を受けて、強風に煽られた屋根のように、空に向かって舞い上がるのが飛行機が飛ぶ原理です(物理学的な話は#1の方が正しいですが、敢えていい加減に書きました。失礼)。
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この回答へのお礼

台風の2倍ですか!風の強さがわかった気がします

風=空気の流れ
羽の上下の圧力が違うから…といってあんな大きな物が浮いて
もの凄いスピードで進むなんてなので風の威力がそんなに強いとは思えないのです。「想像を絶する」=「信じられない」のです。
天の邪鬼ですかね。笑★

でも台風は屋根を飛ばしますもんね…そっかあ。

お礼日時:2005/07/06 16:42

鉄のかたまりと言うのはあまり正確ではないかもしれません。


旅客機の場合、機体の大部分はジュラルミンというアルミニュームと銅やその他との合金製で鉄より軽いのが特徴です。
その昔の飛行機は木製でした。
飛行機が飛ぶ為には先ず前進して速度をつける必要があります。
これは鳥も同じで大型の鳥ほど助走が長くなります。
前に進むのはジェットエンジンまたはプロペラの力によるものです。
十分速度が付くと翼の上と下との気流の流れが翼に沿ってきれいに流れだします。
この時に翼の先端を持ち上げる様にすると翼の先端よりやや下のところで上下に別れ上下の気流の流れの距離に違いが出て翼全体を上に持ち上げようとします。
地面効果と言う空気の圧縮もあるようです。
翼の形は色々あって宙返りの必要のない旅客機は最初から翼の上の方が膨らんでいます。
翼が浮く力、揚力は速度の三乗に比例して大きくなるので高速ではあまり機首を持ち上げて翼を引起こさなくて済みます。
旋回は左右の揚力を変えて機体をバイクの様に傾けます。
傾きますとそのままではバイクがコケルように高度が下がりますので、水平尾翼で引き起こすと旋回する事ができます。
着陸は高速では危険なのでギリギリまで速度を落し白鳥が舞い降りるように機首を持ち上げ翼を引き起こして接地します。
飛行機は翼の揚力を調整しながら飛行します。
 

参考URL:http://www.jal.co.jp/kodomo/qa/qa01.html
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揚力とは進行方向と垂直にかかる力であると認識しています。


プロペラが横に回転して下向きの力を生むのは揚力に見えますが実際は空気を下に押し流す作用・反作用の力があると思いますがどうでしょう?

ただの斜めに構えた板を持って走れば空気が流れる方に押しやられます。無風でもパラグライダーが浮く原理と考えていました。

参考URLでは空気が終端で同時に合流しようとするのは見掛けであり、経験則であり、実際はその限りではないという実験結果を纏めた論文になっています。
私は素人ですのでホントの所は判りませんが、気圧差+作用・反作用ではないのでしょうか?
そうでなければ上手く作った紙飛行機が飛ぶ理由がわかりません。

参考URL:http://www002.upp.so-net.ne.jp/a-cubed/lift/inde …
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揚力は作用・反作用によって生じる力ではありませんね>ANo.5さん



すでに説明されていますが、飛行機の翼は下側はほぼまっすぐで上側が膨らんだ形になります。この翼に空気が当たると上側と下側で空気の移動距離が変わりますが、翼の終端部分(つまり空気の合流する部分)では同時に合流しようとするため上側の空気が早く流れ下側の空気が遅く流れます。この速度差により気圧の差が生じるわけですが、速度が早いほうが気圧が低くなるため、翼の上側から下向きに発生する力よりも下側から上向きに発生する力が大きくなり、この力を合成すると上向きの力が発生します。この力のことを揚力といいます。

上で説明したように、翼の上側と下側を空気が流れることによって揚力が発生するわけですが、飛行機は止まっているときにはこの空気の流れがないため浮上することが出来ません。そこでエンジンを使って前に進むことにより翼に空気を当てているのです。ヘリコプターについても浮上については同じ原理で、ローターを回転させることでローター(断面は飛行機の翼と同じ形)に空気を当てているのです。

したがって飛行機を考える上では『浮かんだ後に前に進むこと』ではなく前に進むことによって空中に浮かんでいるわけです。地上ではタイヤで機体の重さを支えながら、エンジン全開で前へ進む力を発生させ、前へ進むことで上向きの力が発生し、結果離陸できるわけです。
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揚力が翼に働くからです。

例えば、風に向かって下敷きをを斜め上向きに持っていると、風に煽られて上に持ち上がろうとします。これが揚力です。扇風機や風車も基本的には同じ原理です。

翼に風が当たると、空気は翼に弾かれてやや下向きの流れになります。その反動で翼は上向きに力を受けます。

翼を水平に速く移動させるのが飛行機で、同じところをぐるぐる回した場合にはヘリコプターになります。またヘリコプター本体を固定してしまえば扇風機になります。

また、浮かんだ後に前に進むのではなく前に進んでから浮きます。前に進むのはプロペラやジェットエンジンの力です。ある程度助走を付けてスピードが速くなると揚力が大きくなって浮かび上がります。

参考URL:http://www.ies.or.jp/japanese/mini/mini_hyakka/1 …
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飛行機は揚力によって飛んでいます。


この揚力は翼によって得られるのですがなぜ得られるのかというと、その翼の形によって、
翼の上側と下側の空気の流れ・圧力に差を生み出しているからです。
この差(上が空気の流れが速く圧力が低い)が上に持ち上げる力を発生させています。
もちろん翼があるだけではこれらは発生せず、翼に前から風が当たる必要があります。
これを得る一番わかりやすい方法は、飛行機が前進することです。
車で窓から顔を出せばわかりますが、外が無風でも前からの風を得られます。
なので飛行機は離陸するときに滑走路を走って十分な揚力が得られる速度になってから離陸しています。

ちなみに飛行機は前進するためには車のようにタイヤを回転させるという方法は使えません。
当たり前ですが、空ではタイヤを当てる地面がありませんから。
ならどうしているかというと、プロペラかジェットエンジンを使います。
どちらも基本的には大量の空気を後ろに噴射することで推進力を得ています。
ホースで大量の水を流すと反対側に押されるあれです。

参考URL:http://www.ops.dti.ne.jp/~gotha/Aircraft/study1. …
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えと、空中に浮かんだ後前に進むのではありません。


それはハリアーやヘリコプターです。
御質問はジェット機やプロペラ機等ですね。
あれらは浮力ではなく揚力というもので上昇します。
まず特殊な形の羽が必要です。
航空機の羽は下がほぼ平らで上側が角度が付いています。
空気が羽の正面にあたると後ろに流れるまでに斜め下方向への向きに変えられます。ところが空気自体は動いていない為、羽が空気によって押し上げられる事になります。

これは作用・反作用の法則ですね


簡単な実験を考えます。
1.羽と同じ形状の発泡スチロールを用意する。
2.止まっていては当然何もおきません
3.持って走る。出来れば丘の上から(笑)
4.発泡スチロールは何故か上方向への力が掛かって持ちにくくなります。
5.頑張って持って走る
結果
>自分が浮く
>発砲スチロールが割れる
>発泡スチロールを支えきれなくてくるくるくる・・・・

どれかになると予想されます。
でかく重いものが飛ぶにはそれなりの揚力が必要です。揚力は羽の形の影響を受け、推進力に比例し、重量に反比例しすると思います。

要はでかくて重けりゃ羽に工夫して推進力をあげろってことですね。
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こんにちは。


もうすばらしい回答がでているので補足で参考になるサイトを貼り付けておきますね。

参考URL:http://allabout.co.jp/travel/airplane/subject/ms …
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羽の上を流れる空気と下を流れる空気の差ができるために、上側が気圧が低くなり持ちあがるらしいです。


扇風機などのかぜをダンボールなどの紙を斜めに当てると
持ちあがる感じがします。
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むちゃくちゃ簡単に言うと「気圧の差」でとんでいるのです。


飛行機の羽根は断面がかまぼこのような形になっており、上側にふくらんでいます。
この状態で空気が前からぶつかると、空気の流れは羽根の上側で早く下側で遅くなります。
で、ここからが重要で、空気は流れる速さが早いと、圧力が低くなるのです。
ためしに、ティッシュペーパーを1枚用意して、角を持ち、自分の下唇近辺に近づけてください。
そのまま、息を前方に向かってぴゅーーーっとふくと、てぃっしゅが持ち上がってくるのがわかります。
これは、息を吹くことで、目の前の気圧が下がり、ティッシュがひきよせられるからです。
この原理で飛行機は浮かび続けることができるのです。
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