下向きの垂直尾翼ってあり!?

物理学は物理学ですが、航空力学なのでだいぶマニアックな質問になってしまいますが・・・

RQ-1プレデターにおける尾翼の取り付け方法の意図がまるで理解できません。

飛行機の静安定はロール軸、ヨー軸、ピッチング軸に分解して行われていました。「いました」と書いたのは、YF-23のように水平尾翼と垂直尾翼の機能を斜めの翼一枚で行う機体も出てきているからです。RQ-1も尾翼を斜めに取り付けています。

さて、一般的な機体において、三軸の中でヨー軸、ロール軸周りの静安定を担うのが垂直尾翼です。機体の向きが、進行方向に対して、ヨー軸周りのズレを生じたとします。このとき垂直尾翼の左右で風の当たりが変わります。このためズレと逆の向きの力が垂直尾翼に働き、機体は機体の向きを元の通り進行方向と同じくする。

一方、ロール軸周りにズレを生じると、主翼が生んでいた揚力も向きがズレます。このため重力に抗う力は主翼の揚力のcosin成分だけとなり、これまで揚力は重力と均衡していたのですから、機体は揚力不足で高度を下げてしまいます。この時、揚力のsin成分も機体に働くので、機体は横滑りする形で高度を下げることになります。この横滑りによって機体には横風が当たるようになるのですが、この横風が垂直尾翼に当たることによって、機体のズレが補正される。

ヨー軸周りの静安定を得るためには、垂直尾翼が上向きに付いていようと下向きだろうと特に問題は無いのですが、ロール軸周りの静安定を得るためには、垂直尾翼は上向きに付いていなければなりません。ですから、殆どの機体で垂直尾翼は上向きに取り付けられています。YF-23は垂直尾翼が水平尾翼を兼ねて斜めに取り付けられていますが、それでも上向きという点では同じです。

Do335や震電は尻餅事故を防ぐために下向きの垂直尾翼を持っていますが、これも基本的には上向きの垂直尾翼が主であって、主翼の上反角による安定力と合わせて、下向きの垂直尾翼が持つ不の安定力を相殺しているはずです。

という風に私は飛行機の垂直尾翼の働きを理解しています。

ところがRQ-1の垂直尾翼の取り付けはどうなんでしょう。垂直尾翼は下向き、水平尾翼も斜め下を向いて、ロール軸周りには不の安定力を持ちます。下向きに取り付けた理由は尻餅事故を防ぐためでしょう。RQ-1もDo335や震電と同じく推進式のプロペラ機です。ただ、この両機と違って、RQ-1には上向きの垂直尾翼がありません。

主翼には上反角が取り付けられているのでしょう。あるいは動的制御も行われているでしょう。しかし、それだけでこのマイナスを相殺できるのでしょうか。一体全体、RQ-1のロール軸周りの静安定はどのようにして確保されているのでしょう。

どなたかご教授ください。

A 回答 (4件)

No.1・2です。

以下はNo.3の続きです。
垂直尾翼に関しては、横安定にも寄与することを記述した資料の方が少なく、あくまで方向安定
のためのものと捕えた方が良いでしょう。というのも、横安定と方向安定は互いにバランスしない
とダッチロールかスパイラルに入るかのどちらかになります。主翼で発生するロール復元に対し
て面積・形状・取り付け位置を考えるのが先で、垂直尾翼での横安定を優先しての決定は出来ま
せん。仮に垂直尾翼を高く上げて横安定を重視すると、必然的に垂直尾翼のアスペクトレシオ
が大きくなり、横滑り角が大きい場合垂直尾翼の失速が早く起こるのでそうも出来ない筈です。
機体形状により、主翼々幅が比較的短く、垂直尾翼の高さ(ロール軸からの距離)と差が少ない
場合等ではこの垂直尾翼での横安定を期待する設計もしているかもしれませんが、一般の
後退翼の旅客機では、後退翼の上反角効果もあって横安定は強すぎるくらいで、これに見合う
垂直尾翼をつけると大きくなりすぎて重量も抗力も増えるので操舵制御で補正しているのです。
また飛行機全てを同列で見るもの無理があり、安定重視なのか機動性重視なのか、でもどんな
設計になるかは違ってきます。従って限られた機種を見ただけで理解するのは困難です。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%A3%9B%E8%A1%8C% …

垂直尾翼を胴体下に設ける場合で考えられるのは、機体に対しプロペラとその動力が大きい
場合、プロペラ後流の影響で垂直尾翼に当たる気流の向きが異なることです。上に付けた場合
はプロペラトルクの反作用で機体が回される方向と垂直尾翼が受ける力によって機首を振る
方向が一致してしまい、一般には左へ左へ向かおうとします。下に付けるとこれをキャンセル
する方向になります。また回収用デサマライザー装備の場合は水平尾翼より上だと邪魔です。
フリーフライトの模型飛行機では普通大きな上反角(時に二段上反角)を有し、横安定に関して
はこれでほぼ全て担っていて、垂直尾翼が上か下かでの差異は横安定ではなく、スキッドの代用
といった目的も含め、こうした別な理由によるものと思います。特殊な例ではラジコン水上機で、
大きく下に張り出した垂直尾翼のラダーが「水中舵」としても機能するものもあります。
折り紙飛行機で主翼に相当する平面より上に垂直面が無いものは、機体形状として「高翼機」
か「パラソル翼機」に相当しており、それだけで十分な横安定があります。特に飛行性能を犠牲
にしている訳でもなく、上に垂直面を出す必要がもともと無いと考えます。

一般に垂直尾翼が何故上か、ということに断定した答えは出来ませんが、逆にRQ-1プレデターを
見ると比較的長いランディングギアを持ち、明らかに離着陸時にはほぼ水平を保ったままでないと
ならない形状です。一般の飛行機でも速度さえ出せば(無限に滑走路が長ければ)少しの迎え角
で離陸もできますが、現実はそうではありません。通常、下手をすると機体後部を接地する角度
まで引き起こして離着陸しています。またランディングギアは飛行自体には不必要であり、余分な
構造重量ですのでやたらと長くはしたくありません。他に優先すべき理由があれば別であって、
有人実機ではこうした実用上の複合的な理由で「上」に設けるのが普通になっていると思います。
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この回答へのお礼

『折り紙飛行機で主翼に相当する平面より上に垂直面が無いものは、機体形状として「高翼機」か「パラソル翼機」に相当しており、それだけで十分な横安定があります。』

言われて見ればそうですね。折り紙飛行機の場合、下向きの垂直尾翼というより、平らな胴体に主翼が高翼式に取り付けられていると考える方が正しいですね。

『無尾翼(全翼)機のRQ-3とRQ-170』『B-2』

そう言えばB-2、RQ-170なども垂直尾翼は付いていませんね。三角翼機は水平尾翼が付いていないことをもって無尾翼機と言いますから、なんとなくそれと同じく捉えていましたが、これら両機は垂直尾翼も付いていないのですね。

さらにRQ-3に至っては直線翼。ピッチ軸周りの安定には、平たい胴体形状が何か寄与しているのでしょうが、それにしても・・・

これまで私は動的制御はあくまで従で、機体の安定問題はあくまで静安定が主であると思い込んでいましたが、やろうと思えば、動的制御でここまで可能なのですね。

こういう機体が存在しているときに、RQ-1に不自然を感じるのは、それ自体が私の無知蒙昧を晒しているように思います。

色々とご教授いただき、勉強になりました。

長らく、どうもありがとうございます。

お礼日時:2010/10/27 08:02

No.1・2です。

補足を受けましたので。(長くなってしまったので2つに分割して回答致します。)
RQ-1プレデターに関する疑問から発生したご質問ですが、もともとこのような軍用の無人航空機
の外観から、空力の安定を考え始めるのは若干無理がある気がします。前回も記述したように、
空力上の動安定が収束しない(中立である)または発散する(負である)設計であっても、ここに
アクティブな制御を加えて飛行可能に出来ますし、軍事上の運用目的からこれを前提に機体設計
が行われている可能性も大です。 このRQを冠する無人航空機シリーズには色々あるようで、
常識的なラジコン飛行機として見て普通に飛びそうなRQ-2、入門用ラジコン飛行機みたいな
RQ-11、RQ-1の大型版で垂直尾翼も上になったRQ-4などありますが、しかしながら
無尾翼(全翼)機のRQ-3とRQ-170
http://ja.wikipedia.org/wiki/RQ-3_%E3%83%80%E3%8 …
http://ja.wikipedia.org/wiki/RQ-170_(%E8%88%AA%E7%A9%BA%E6%A9%9F)
この全翼機に至っては、恐らく制御無しの空力的自律安定に頼った飛行は難しいと思われます。
有人の爆撃機B-2も全翼機ですが、これも常時フライバイワイヤ操縦に安定制御が介入して飛行
可能になっているそうです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%A8%E7%BF%BC% …
アクティブ制御が入っている飛行機の安定に関しては外見からでは判断出来ません。生物の
「鳥」も垂直尾翼らしきものはついておりませんが、これもアクティブ制御の典型です。

ここは軍用無人機は置いといて、ここは模型航空機の、それも一切制御のないフリーフライト機
(FAIスポーティングコード上の「F1」)から理解されていく方がいいと思います。前回、模型飛行機
書籍の例を挙げたのはこのためです。この場合、純粋に空力的な自律安定が求められ、それに
基づいた設計が必要な飛行機です。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%A8%A1%E5%9E%8B% …
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No.1です。

誤記がありました。
誤変換されているのに気づかず、「上反角」をことごとく「上半角」と記してしまっていました。
訂正いたします。
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>さて、一般的な機体において、三軸の中でヨー軸、ロール軸周りの静安定を担うのが垂直尾翼です。


この表現は少々疑問です。垂直尾翼の役割として、方向安定(yaw軸回り)を担うのが主目的であって、
横安定(roll軸)に関しては前後の軸から高さがある場合は副次的にロール減衰モーメントを発生
しますが、横安定の大半を担っているのは主翼です。軸回りに考えれば、軸から突き出た距離は
どちらが大きいでしょうか。この主翼の発生するロール減衰モーメントと、主には上半角によりますが、
高翼機で上半角ゼロの場合はその重心からの取り付け位置と胴体との干渉によって、また後退翼
では上半角効果によって発生するロール復元モーメントもこれになります。

>ロール軸周りの静安定を得るためには、垂直尾翼は上向きに付いていなければなりません。
そんなことはありません。ゴム動力機で完全に垂直尾翼が胴体下に付いたものもありました。
また、無尾翼機で垂直面が無いものもあります。折り紙飛行機で一般的なものでは主翼の下
にしか垂直面が無い形が多いと思いますが、ちゃんと飛びます。

>RQ-1には上向きの垂直尾翼がありません。
>主翼には上反角が取り付けられているのでしょう。あるいは動的制御も行われているでしょう。
RQ-1 プレデターに詳しくはありませんが、
http://ja.wikipedia.org/wiki/RQ-1_%E3%83%97%E3%8 …
見た限りでは上半角は無いに等しいようです。しかし飛行中、柔軟性を持つ主翼が上に反っている
様には見えます。おっしゃる通り、遠隔操縦機ですので自律安定性は十二分に持っていなくては
なりませんが、なにしろ軍用ですので高度な安定制御を備えた上で実現していると思います。
基本的に横安定と方向安定は互いに関係し、個々の主翼形状や尾翼位置だけでその機体の
安定性がどうかを論じることは出来ません。また特殊な尾翼取り付け位置には地上ハンドリング
やレーダー反射の考慮など別な理由があるのかもしれません。

民間ジェット旅客機の大半も常時動作する安定装置を備えています。一般に後退翼の飛行機は
横安定が方向安定に対し強すぎて、そのままだとダッチロールに入ってしまいますのでヨーダンパー
というラダーに介入する制御をします。つまり現行の実機でも、全ての静安定・動安定に対して
自律安定が機体の空力設計そのものだけで「正」ではない例があるのです。

実機と模型の両方の話が混ざってしまいましたが、基本理論は同じです。興味がお有りでしたら、
以下のような書籍を御一読されることをお勧めします。実機の航空力学書よりは平易です。
・模型飛行機(理論と実際) 木村秀政 校閲/森 照茂 著
・ラジコン機の飛行を科学する 長谷川克 著 
どちらも電波実験社発行です。
http://www.rc-tech.co.jp/book_video/book/book.html
トップページはこちら
http://www.rc-tech.co.jp/

この回答への補足

なるほど、確かに折り紙飛行機の垂直尾翼は下向きですね。RQ-1なんてマニアックな機体を持ち出さなくても、とても身近に、下向きの垂直尾翼を持つ機体がありました。

>横安定の大半を担っているのは主翼です。

なるほど。ここに私の勘違いがあったわけですね。垂直尾翼が持つロール軸周りの安定力が主で、主翼のそれは従だと思っていました。

RQ-1の場合、静止状態で上反角は殆ど無いようですが、飛行状態では多分にあるでしょう。そちらの方が垂直尾翼による負の静安定に勝るということなのでしょう。

ところで模型飛行機では下向きの垂直尾翼が散見されるようですが、実用機では殆ど全てといって良いほど垂直尾翼は上向きです。これはどうしてなのでしょう。

私が思うに、従的役目とはいえ、一応垂直尾翼にもロール軸周りの安定力はあります。だから事情が無い限り、垂直尾翼は上向きに取り付けるべきなのに対して、折り紙飛行機などは手で放り出す際の持ちやすいという取り扱いの良さが優先されて、垂直尾翼が下向きになるように持つのが普通になった。一般的な折り紙飛行機の工作は気軽な遊びですから、遊びやすいことが飛行性能に優先するかと。

如何なものでしょう。

補足日時:2010/10/26 02:16
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一方、ロール軸周りにズレを生じると、主翼が生んでいた揚力も向きがズレます。このため重力に抗う力は主翼の揚力のcosin成分だけとなり、これまで揚力は重力と均衡していたのですから、機体は揚力不足で高度を下げてしまいます。この時、揚力のsin成分も機体に働くので、機体は横滑りする形で高度を下げることになります。この横滑りによって機体には横風が当たるようになるのですが、この横風が垂直尾翼に当たることによって、機体のズレが補正される。

ヨー軸周りの静安定を得るためには、垂直尾翼が上向きに付いていようと下向きだろうと特に問題は無いのですが、ロール軸周りの静安定を得るためには、垂直尾翼は上向きに付いていなければなりません。ですから、殆どの機体で垂直尾翼は上向きに取り付けられています。YF-23は垂直尾翼が水平尾翼を兼ねて斜めに取り付けられていますが、それでも上向きという点では同じです。

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No.1・2です。以下はNo.3の続きです。
垂直尾翼に関しては、横安定にも寄与することを記述した資料の方が少なく、あくまで方向安定
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とダッチロールかスパイラルに入るかのどちらかになります。主翼で発生するロール復元に対し
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http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%A3%9B%E8%A1%8C%E6%A9%9F%E3%81%AE%E5%AE%89%E5%AE%9A

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有人実機ではこうした実用上の複合的な理由で「上」に設けるのが普通になっていると思います。

No.1・2です。以下はNo.3の続きです。
垂直尾翼に関しては、横安定にも寄与することを記述した資料の方が少なく、あくまで方向安定
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Q現在大学4年です。物理学科から院で航空宇宙工学科に行きたいのですが物理で学んだ電磁気や量子力学を活か

現在大学4年です。物理学科から院で航空宇宙工学科に行きたいのですが物理で学んだ電磁気や量子力学を活かすことはできますか? 力学系は材料や流体などで活きてくると思うのですが他の科目で活かせるものが知りたいです。
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>物理で学んだ電磁気や量子力学を活かすことはできますか?

 それはあくまで「航空宇宙工学で何かをする場合の基礎」ということであり、その「基礎」が他の学部学科出身の人よりも「深い」ものであれば、それだけ活かせる(他人よりも先行している)ということでしょう。
 大学院であれば、「そこで自分の力が活かせるか」ではなく、「そこにある自分の力が活かせる問題解決は何か」という発想をすべきと思いますが。

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 ということで、あなたの「専門性=専門領域とその深さ」(ビジネス用語でいうと「コンピテンシー」)をしっかり認識してみてはどうでしょうか。

>物理で学んだ電磁気や量子力学を活かすことはできますか?

 それはあくまで「航空宇宙工学で何かをする場合の基礎」ということであり、その「基礎」が他の学部学科出身の人よりも「深い」ものであれば、それだけ活かせる(他人よりも先行している)ということでしょう。
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Q垂直尾翼がないと飛行機は墜落しますか?

1985年の日本航空墜落事件では、ジャンボ機の垂直尾翼がなくなって操縦不能となり、墜落してしまいました。
現在の航空機でも垂直尾翼がなくなったら墜落しますか?
なくてもなんとかなりそうな気がするのですが。

Aベストアンサー

 1985年の日本航空墜落事件の時、自称「航空専門家」と言う人たちが
「垂直尾翼無しではダッチロールを繰り返してしまい正常な飛行ができ
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有りません。飛行性能の何かを犠牲にするか、他の補助手段を導入すれば
なんとかなるのかも知れません。
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無人偵察機はこの範囲外で、ケッタイな格好の物が作られていますが、
でも斜め上方に立てた垂直尾翼様のモノが有りますので、飛行効率上
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 上述の「B-2」は、ステルス性能上、マイナスとなる垂直尾翼を
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Q私は中堅大学一年の物理学科に通っています。力学と物理学が全くできません

私は中堅大学一年の物理学科に通っています。力学と物理学が全くできません。
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また、力学や物理学は必死に勉強しても解ける感じがしません。勉強すれば物理学の問題は理解できますか?

Aベストアンサー

化学系では、こういうものができなくても、
量子化学(量子力学の化学への応用)
物理化学(熱力学、統計力学などの化学への応用)
が何とかなってしまうですが、
物理学科ということなので、基礎理論を
理解していないとまずいとおもいます。
理論物理の研究室に入るのかもしれないし、

手元にあった、力学の本でいいものが
あったので紹介いたします。

物理入門コース 力学 岩波書店

ちなみに、岩波の理工系の数学
入門コース 微分積分も優れた
本です。(高校数学が分かれば
理解できる)

力学で出てくる、ラグランジェ方程式とか
ハミルトン方程式は、何に使うのか理解
出来ていますか。

ラグランジェ方程式は、古典力学
(今勉強しているものです)
ハミルトン方程式は量子力学に
使います。

>勉強すれば物理学の問題は理解できますか?
ある程度高度な理論(高等数学など)は
天才でもない限り、普通の勉強では理解
出来ません。凡人には、理解できないので
単位認定がかえって甘いような気がします。

大学もそれは、分かっていると思うので、
単位を取るための勉強をしてください。
繰り返しますが、基礎理論だけでいいです。

化学系では、こういうものができなくても、
量子化学(量子力学の化学への応用)
物理化学(熱力学、統計力学などの化学への応用)
が何とかなってしまうですが、
物理学科ということなので、基礎理論を
理解していないとまずいとおもいます。
理論物理の研究室に入るのかもしれないし、

手元にあった、力学の本でいいものが
あったので紹介いたします。

物理入門コース 力学 岩波書店

ちなみに、岩波の理工系の数学
入門コース 微分積分も優れた
本です。(高校数学が分かれば
理解できる)

力学で出てく...続きを読む

Q垂直尾翼の役割?

一般的に航空機には全て垂直尾翼がついてますよね
あれの機能はなんとなくわかりますが、絶対必要なんでしょうか
例えばアメリカの爆撃機「B-2」にはレーダーに映りにくくするためか垂直尾翼がありませんよね

こっちの方がコストも安くなりそうだし、空力的にもなんだか効率良さそうなんですが

こういうのに詳しい方、ご意見よろしくお願いします

Aベストアンサー

#1の書いていることをえらい簡単に言っています。

「水平尾翼があれば簡単に横揺れを抑えられるので、設計しやすく使いやすい。だから水平尾翼がついた機体が多い」

B-2のような全翼機は、中に人を乗せたり荷物を載せたりするスペースを確保するのが難しい、もし無理してそういう場所を確保しようとすれば、全翼の意味がなくなってしまう。

ざっくり簡単に言ってみました。

質問者様の言っていること「水平尾翼はいらない」というのは、自動車に置き換えると「4っつもタイヤいらないでしょ」っていうことなんです。

たしかに3つでも車は走りますし、人も乗れますし、前部投影面積も小さくできますから空力もよくなり、タイヤがひとつ少ない分燃費もよくなるでしょう。
でも人が乗る場所が少なくなりますし、4輪にくらべて安定性が減ってしまいます。

自動車にしても飛行機にしても「空力」とか「コスト」とかだけでなく、「使用目的」とそのためのデザインとコストが重要なのです。

で、飛行機の場合空を飛ぶので、#1さんが言うように、ピッチとヨーとローをうまくコントロールしないといけません。うまくコントロールしながら「荷物をいっぱいつめる」とか「早く飛べる」などの使用目的にあった機体をデザインしないといけないのです。

B-2に関して言えば、戦闘機なんかに比べて大きな爆撃機なのに、戦闘機と同じぐらいのステルス性を持たせたい、そのためにはB-52みたいな大量に爆薬を積むのはあきらめるけど、可能な限り大きくしたい、というバランスであの大きさ・形にデザインされているわけです。

通常の飛行機についてはとにかく「いっぱい荷物を積むか・人を乗せる」という用途がほとんどですから、まず高高度で与圧可能な丸いペイロードがあって、そこに飛行できる翼をつけていくと尾翼が簡単で安くて、使いやすい、デザインになってしまうのです。

ということで「絶対必要」かといわれるとそうでもないですが「経済的にもっとよい方法」がないかぎり、尾翼をやめることはできない、ということです。

#1の書いていることをえらい簡単に言っています。

「水平尾翼があれば簡単に横揺れを抑えられるので、設計しやすく使いやすい。だから水平尾翼がついた機体が多い」

B-2のような全翼機は、中に人を乗せたり荷物を載せたりするスペースを確保するのが難しい、もし無理してそういう場所を確保しようとすれば、全翼の意味がなくなってしまう。

ざっくり簡単に言ってみました。

質問者様の言っていること「水平尾翼はいらない」というのは、自動車に置き換えると「4っつもタイヤいらないでしょ」っていうこ...続きを読む

Q物理学(力学・熱力学・量子力学など全般)の名著を教えてください。

物理学(力学・熱力学・量子力学など全般)の名著を教えてください。

昨日、電磁気学について質問しましたが、その他の物理学(力学・熱力学など)での名著を教えてください。理学系の物理を学んでいます。ちなみに、ファインマンは全巻持っていますので、ファインマン以外でお願いします。ファインマンを読んでみたところ、よく理解できなかったので、日本語で書かれたオーソドックスな物理学書を知りたいです。

Aベストアンサー

昨日と同じ回答者ですが・・・w
学生ならば大学の講義で指定された教科書があると思います。
それを基礎にしてもいいと思いますが、その上で個人的なお勧めを書いてみます。

力学については、いわゆるニュートンの運動方程式ベースに天体力学、剛体の運動なども含めて一通り勉強したい場合、
戸田 盛和 「物理入門コース(1) 力学」(岩波書店)が分かりやすいです。

解析力学を勉強したい場合、
久保 謙一「解析力学」 (裳華房フィジックスライブラリー)
が新しくて分かりやすいです。量子力学への導入もあります。
量子力学への橋渡しという意味では、
高橋康「量子力学を学ぶための解析力学入門 増補第2版」 (KS物理専門書)
も有名です。かなり癖のある著者ですが、いい本だと思います。
都筑 卓司「なっとくする解析力学 」(講談社・なっとくシリーズ) も分かりやすかったですね。このシリーズはあまり好きじゃないのですが、これだけはよかったです(あくまで個人的な感想です)

それと前回に挙げたランダウ・リフッシツの小教程「力学・場の理論」はコンパクトにまとまったよい本です。2巻目の「量子力学」と併せて買うことをお勧めします。

熱力学であれば、私は
三宅哲「熱力学」(裳華房)
で勉強しましたが、あまり印象に残っていません・・・w

統計力学であれば、
長岡洋介「統計力学」(岩波基礎物理シリーズ)
が分かりやすかったですね。温度・エントロピーの統計的な定義から、気体の状態方程式や化学ポテンシャルといった応用的な問題まで網羅してあります。(非平衡系についてはないですが、まだ必要ではないでしょう)

演習書は久保亮五「大学演習 熱学・統計力学」(裳華房)が非常によかったです。

量子力学についてはたくさんの教科書があり、それぞれの流儀で書いてあります。
どれがいいとか、これ1冊で、とかはないですね。
学生時代、シッフ、メシア、ランダウ、朝永、ディラック、J・J・サクライといろいろ読みましたが
一長一短という感じです。
いわゆる入門書では、皮相的な理解や古い理解に基づいた、いまではちょっと?がつくような記述のものもたくさんあります。
演習書も、この分野だけは「詳解量子力学演習」と「大学演習 量子力学」の両方を買ったぐらいですから・・・
問題を解けるようになるという意味では、何か教科書+分からないことを演習書で調べるというのが一番いいかもしれません。
ただ、解釈問題とか、数学的な基盤とかに興味を持ち出したら、それこそいろいろな本を読み漁ることになると思いますw

物理で出てくるベクトル解析などで詰まったら、
長沼 伸一郎 「 物理数学の直観的方法」(通信産業研究社)
を読んでみるといいでしょう。これをよんで、なにか演習書で練習するとみにつくと思います。

ファインマンの本、とくに量子力学の巻はスピンがかなり最初に出てくる一方で、後半になるまで「シュレーディンガー方程式」がでてこないとか、かなり面白い構成になっています。
「方程式が解けました」ではない、物理的に現象を考える作法というのがよく分かると思いますのであきらめずに読み続けるといいと思いますよ。
もともとは工学部の学生向けに作られた、かなり応用を念頭においた教科書ですが、あれでファインマンが授業をするのならそれはかなり面白いものだったでしょう。
ですが、単独で読むには敷居が高いと思います。一通り基礎を勉強した上で、さらに深いところへ進む際には、最適な本だと思います。

以上は私が実際読んだ感想ですので、私もほかの人の意見を聞いて見たいです。

昨日と同じ回答者ですが・・・w
学生ならば大学の講義で指定された教科書があると思います。
それを基礎にしてもいいと思いますが、その上で個人的なお勧めを書いてみます。

力学については、いわゆるニュートンの運動方程式ベースに天体力学、剛体の運動なども含めて一通り勉強したい場合、
戸田 盛和 「物理入門コース(1) 力学」(岩波書店)が分かりやすいです。

解析力学を勉強したい場合、
久保 謙一「解析力学」 (裳華房フィジックスライブラリー)
が新しくて分かりやすいです。量子力学への導入もあり...続きを読む

Q垂直尾翼の無い飛行機を無事着陸させられるのか?

まず、このような質問を投稿する前に、亡くなられた方のご冥福を祈ります。

さて、1985年の日航機の墜落、御巣鷹山の事故では、確か垂直尾翼が無くなってしまったそうですね。

沈まぬ太陽という小説で、ボーイング社のシュミレーターでは、ボ社の操縦士が、このような状態でも完璧に着陸させたというくだりがありました。

これは、日本の操縦士の技術がなかったからだといわんばかりだったのですが、実際に、垂直尾翼の無い飛行機を無事着陸させられることは難しいのでしょうか?こういった場合、自動操縦では乗り切れないのか?

物理学のカテでいいのか迷いましたが、物理の法則で垂直尾翼がないとどのような状態になるのかご存知の方がいらっしゃいましたらお願い致します。

Aベストアンサー

元々垂直尾翼がない機種もありますが、これは別として、

御巣鷹山の事故では、垂直尾翼の一部を失っただけでなく、油圧のすべてを
失っています。機長はエンジンコントロールだけで進路を取ってました。

この状態で着陸させることは不可能でしょう。

要Flash Plyer↓

参考URL:http://mito.cool.ne.jp/detestation/jal123.swf

Q力学について教えてください。数学、物理学、天文学などに詳しい方

下図、参照

1.実験の前提
実験装置01、02があります。
装置には物体A、Bがあります。物体A、Bは重力を持っているとします。
実験装置01の物体Aは、中心の周りを回転しています。物体Bは固定。
実験装置02の物体A、Bは、中心の周りを回転しています。同期して回転しています。
実験装置01、02とも、物体Aの回転速度は同じとします。

2.教えてもらいたいこと
実験装置01、02で、物体A、Bが最接近した状態(下図の状態)から、一定時間または一定角度、
(例えば、最接近した位置から、中心角で30度なるまでの時間等)
物体Aが移動するとき、物体Bによって
物体Aがどの程度の力を物体Bから受けるかというこです。(実験装置01、02での比較で)
簡単な回答としては、実験装置01、02の内どちらが、物体Aの受ける力が、大きいか
小さいか、ということです。
数学、物理学には詳しくないので、簡単に説明してもらえるとうれしいです。
例えば、90度まで移動した場合の物体Aの受ける力の差分を(実験装置01、02で)、
手書きのグラフで示してもらえるとうれしいです。

3.投稿者の考え
実験装置02の方が、物体Aの受ける力が小さいと考えます。
最接近した状態では、01、02とも受ける力は同じだと思いますが、時間の経過とともに
実験装置02の方が、同じ時間の経過であれば、物体A、Bの距離が大きくなるからです。

よろしくお願いします

下図、参照

1.実験の前提
実験装置01、02があります。
装置には物体A、Bがあります。物体A、Bは重力を持っているとします。
実験装置01の物体Aは、中心の周りを回転しています。物体Bは固定。
実験装置02の物体A、Bは、中心の周りを回転しています。同期して回転しています。
実験装置01、02とも、物体Aの回転速度は同じとします。

2.教えてもらいたいこと
実験装置01、02で、物体A、Bが最接近した状態(下図の状態)から、一定時間または一定角度、
(例えば、最接近した位置から、...続きを読む

Aベストアンサー

AB間に働く万有引力の力は装置01と装置02のどちらが大きいか、と言う事ですよね。
A,Bの質量が同じなので、万有引力の力は距離の2乗に反比例。
つまり、距離が近い程、力は強い。

なので、距離が近い方はどちらか、かと言うと。
Aの位置によって、力の強い方が01で有ったり02で有ったりする。

詳細は角速度をθと置いて、T秒後の位置を計算して距離の公式で01、02を比較すれば良いのですが、下図で赤線にいる時は02の方が近い。
青矢印 > 緑矢印 になる。

Q垂直尾翼がY字に開く?

映画やアニメでみたのかもしれないので、現実にはないのかもしれませんが、

戦闘機の垂直尾翼の可動部分が2枚になっていて、左右両方に同時に動く、
つまり、上から見たらY字に開く戦闘機ってありますか?

Aベストアンサー

戦闘機ではありませんが……スペースシャトルの垂直尾翼がそんな感じだったかと。
F-22が2枚の垂直尾翼を反対側に操作してスピードブレーキにしていましたかね?

スピードブレーキ操作中にラダー操作ができなくなることになりますから、あまり無い…んじゃないでしょうか。

Q物理学I 重力、垂直抗力、作用反作用の関係

こんばんは
上皿はかりに質量m(kg)の物体を乗せ、エレベーターがa(m/s^2)の加速度で上昇するとき、はかりは何(kgw)をさすかを求めよう。
エレベータ内の物体には、重力mg(N)と、はかりからの垂直抗力Nははたらき、その合力によって上向きの加速度aを生じているから、運動方程式は
ma=N-mg

はかりは垂直抗力Nの反作用を受けて動くから、はかりが示す目盛り
m'=N/G
=(a/g+1)

参考書の問題ですが、
垂直抗力Nの反作用はmgなのでしょうか?
例えば、
面上に置かれた物体は、面から垂直に垂直抗力を受けて
その反作用をN'とすると
N'=mg=Nとゆうことでしょうか?
また、張力T、浮力や他のいろいろな力も必ず作用反作用がはたらくのですか?


(M+m)aII=FII+T1-T2=FII
から
aII=FII/M+mは求まりましたが
ここから
T1=T2=MFII/M+nが導くことができません。
アドバイスでいいので助言お願いします。

Aベストアンサー

後半部分に答えるのを忘れていましたので、
追加で投稿させてください、申し訳ありません(>_<)

(M+m)aII=FII+T1-T2=FIIから
aII=FII/M+mという部分ですが、
これだけだとどのような問題かよく分からないのですが、
質量M[kg]の物体と、質量m[kg]の物体が糸で繋がっていて、
質量m[kg]の物体を外力FIIで引っ張る、というような問題でしょうか?

もしそうでしたら、それぞれの物体の運動方程式を別々に立てて、
maII=FII-T2
MaII=T1…☆
2式を加えて、
(M+m)aII=FII+T1-T2
糸の質量が無視できるならばT1=T2なので、
(M+m)aII=FII
したがって、
aII=FII/(M+m)
が求まります。ここからT1を得るには、
質量Mの物体の運動方程式(☆)にaIIを代入して、
T1=MFII/(M+m)
が得られます。
運動方程式は個々の物体別々に立てるのがコツです。
もし全く違う問題でしたらごめんなさい。


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