どこで質問すればいいのかわからないのでここで尋ねますが、ジェット機が着陸した際に行う逆噴射は、昔はエンジンを逆に回して、後ろから空気を取り入れ、前へ吐き出すものだと思っていました。実際には通常通り前から空気を取り入れ、出口にパイパスを作ってまた前に吐き出す構造のようですが、そこでわからないのは、前から吸った空気をまた前に吐き出すことによって、推進力やブレーキの力が果たして生まれるのでしょうか?物理的には前にも後ろにも行く力が生じないような気がするのですが、ご存知の方教えてください。

A 回答 (3件)

ジェットエンジンの場合、吸い込む力と吐き出す力では、吐き出す方が圧倒的に多くなります。


それは、吸い込んだ空気にジェット燃料を混ぜて燃焼させることによって、一気に膨張したガスを吐き出すためです。
従って、前方から吸い込んでも、逆噴射する量の方が凄く大きくなるので、効果はあります。
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この回答へのお礼

そうか。吸い込む力よりも吐き出す力が大きいため、ブレーキの効果があるのですね。ありがとうございました。

お礼日時:2003/10/06 23:20

飛行機に乗っても、どのような構造になっているのか難しいですね。


 飛行機について調べるのは JAL のHPの「航空実用辞典」が便利ですよ。やはり航空業界ですね。
その中に「逆推力装置(thrust reverser)」が説明してあります。

原文のまま表示すると
 航空機が着陸する際,着陸滑走距離を減らすためプロペラ機ではプロペラを逆ピッチにし,ジェット機では噴出空気または燃焼ガスを逆方向に噴射し,制動をかける装置で,着陸滑走距離の長い大型機あるいは高速機に使われ,車輪のブレーキやスポイラーのブレーキ機構と併用される。タービン・エンジンの場合の逆推力の値は,一般的に,前進離陸推力の30~50%となっている。
 逆推力装置にはいろいろな種類があるが,いずれも原理的には後方への噴流をせき止め,その流れの方向を斜め前向きにするようになっている。操作は,パワーレバーに結合したリバースレバーにより行われ,パワーレバーがアイドル位置にあるときにのみ作動が開始できるようになっている。

ここには航空機に関するほとんどの事がかかれてあるので参考にされてはどうでしょ。
 バーチャルクルージングもあり非常に分かりやすいですよ。
 
 ちなみに、私はグライダーを操縦していたのですが、そのグライダーに付いているブレーキ(エアーブレーキ)は主翼の中から上下方向に定規のような板が飛び出し、揚力を無くして失速させる装置です。
 ただし、使用するのはちじょう1mぐらいで、確実に地面に着地させるため(横風等により浮き上がるのを防ぐ)に使用します。
 みなさんはジェット機の着陸後に、ドスンと音がしたらこのパイロットは「ヘタ!!」とお思いでしょうが。本当はみなさんの安全のためには、浮力を無くし確実に着陸させるのが本当の安全な着陸だと思ってください。 

参考URL:http://www.jal.co.jp/jiten/contents/index.html
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この回答へのお礼

とても面白いHPを紹介してくださり、ありがとうございます。グライダーの操縦ですか?いいですね。時間とお金があったら、ぜひ挑戦してみたいもののひとつです。

お礼日時:2003/10/06 23:34

基本的には、ジェット機は何の原理で動くのでしょうか? それはジェットのガスを噴出することによる反動、すなわち作用反作用の法則により力を受けます。

ですから、空気の取り入れ口よりも、最終的にはどこからどういう方向へジェット噴流が流れるかによって運動が左右されます。したがって、この場合は前方へ向けてジェットが噴出されますので、その反対方向、すなわち後方への力が働き、ブレーキの役目をします。

もっとも空気の吸い込み口がどこでも良いといっても、通常は空気の圧力をうけて空気が圧縮されやすい前方に吸い込み口があるのが通例です。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。私がイメージしたジェット機の逆噴射とは、舟の上に大きなコップを、口が前を向くように置いて、そのコップの入り口に強力な扇風機を置いてコップの中に向けて風を送るようなものだったのです。私の想像では風を吸い込む力が1、前に風を出す力も1ですから相殺されて、結局なんの推進力も出ないのではないかと考えたのですが、ジェット機ではプロペラ機と違い、吸い込む力よりも吐き出す力の方が強いそうなので、後ろ向きに進む力が生まれることがわかりました。

お礼日時:2003/10/06 23:32

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Qバイパス型ジェットエンジンの逆噴射の不思議

バイパス型ジェットエンジン搭載の旅客機は逆噴射の時、バイパス部を通った空気を斜め前方に噴射して機体を減速させるのですが、吸い込んだ空気を前方に放出するという事は逆噴射で減速の効果は得られないと思うのですが、実際には逆噴射で減速しています。これはどういう事なのでしょうか?私は吸い込んだ空気を真ん前に噴射しても、減速にプラスマイナスゼロだと思うのですが。更に燃焼室を通った排気は後ろに放射されるので、逆噴射は意味無いどころか加速に荷担するように思うのですが、このからくりが判る方、ご回答を宜しくお願いいたします。

Aベストアンサー

再びお邪魔します。

申し訳ない。質問の趣旨を間違って解釈していたようですねェ。
質問者様の言いたいことは、前方から吸い込む空気の量と、前側に向かって噴出される空気の量は同じだから、逆の推力が発生するのか?。
と言うことだったんですね。
そう気が付いて質問を読み返すと、なかなか鋭い目の持ち主だと思います。(いまさら何を・・・と言う感じでしょうが・・・)

ヒコーキの整備工場などに行って逆噴射の説明を受けても、ほとんどの人は聞き流してしまうでしょうが、よく考えると確かに不思議な感じを受けますねェ。

ちょっと経験に基づいた思考実験をしましょうか。
水撒きなどに使う水道のホースを蛇口に付けます。
そして蛇口を開けて水撒きをします。
水を遠くまで飛ばしたいときはどうしますか?。ホースの先端を指で潰して出口を小さくすることで、水は遠くまで飛ぶことを経験的に理解できると思います。
じゃあそのときホースを持つ手は、水が飛び出す方向と反対の方向に大きな力を感じませんか?。つまり水の反動です。

ホース先端から出てくる水の量を、ジェットエンジンの吸い込み側の空気の量と考えてください。
そして水を遠くまで飛ばそうと先端を潰したときを、逆噴射のときと考えてください。
どちらもホース先端から出てくる水の量はほとんど同じです。(実際は、先端を潰して抵抗になった分だけ流量は減っていますが、流量が減っても、ホースから受ける反動は大きいことがわかります。)

吸い込み側と吐き出し側の空気の総量は同じでも、出口を狭めることでより大きな反動を受けます。
この原理を使って、ヒコーキは逆噴射で減速しています。
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物体が受ける力(反動)は、相対速度と質量を掛けたものです。
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実は私は以前ヒコーキに乗っていた者なんですが、今はなくなりましたが、「コンコルド」などの音速を超えて飛行するエンジンが不思議でした。
たとえば音速の2倍で飛んでいるということは、ジェットエンジンから噴射されるジェットは、音速の2倍以上の速度がなければ出せませんよね。でもエンジンの中ではこう言った機械的なファンやタービンが回転しているわけで、そうなるとファンやタービンの先端は明らかに音速を超えているわけですが、音速を超えると機能しないのでそんなバカなことがあるはずはない。じゃあどうやっているのか、暫く疑問でした。
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ロケットエンジンも同じです。燃焼室内の高い圧力は、ノズルを通ることで速度のエネルギーに変換されていたわけです。

余談ですが、逆噴射はヒコーキが接地した瞬間から数秒間しか動作させません。逆噴射の空気の流れが確実に後方に流れ去るまでです。
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そのためもあって、逆噴射は前方ではなく、斜め前に噴出すようになっているわけです。

これを踏まえて、みなさんが書かれたように、推力の大半はファンが作っていることを理解すれば、よくわかると思います。

再びお邪魔します。

申し訳ない。質問の趣旨を間違って解釈していたようですねェ。
質問者様の言いたいことは、前方から吸い込む空気の量と、前側に向かって噴出される空気の量は同じだから、逆の推力が発生するのか?。
と言うことだったんですね。
そう気が付いて質問を読み返すと、なかなか鋭い目の持ち主だと思います。(いまさら何を・・・と言う感じでしょうが・・・)

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Q噴射反力について

噴射反力(という言葉があるのかも怪しいですが・・・)を求める計算式を、ご教示願います。

(例えば、)水道の蛇口から水が出る際、蛇口に対し噴射の逆方向に反力が発生していると思いますが、その反力を求めたいと思っております。
とりあえず、水圧、流量、流速、管径、出口の圧損、等が分かれば、求まるのでしょうか?
また、どのような分野の文献を調べれば、よろしいでしょうか?

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

求めてみましょう。

時間dtの間に流れる水の質量dmは、水の密度をρ、流束をu、管の出口断面積をAとすると、

  dm=ρ×u×A×dt   (1)

と書けます。ここで、反力をFとすると、力積の関係から、

  F×dt=dm×u   (2)

ですので、(2)へ(1)を代入してFを求めると F=ρ×u^2×A が答えとなります。

もし、水道管の上流における情報が分かっているなら、これは以下のように変形できます。

---

水道管の上流における圧力をP0、流路断面積をA0とし、その流速をu0、水道管の出口圧力(通常これは大気圧です)をPaとして、ベルヌイの式より

  1/2×ρ×u^2+Pa=1/2×ρ×u0^2+P0

が成り立ち、流量が保存することから

  u×A=u0×A0

でなければなりません。この2式からu0を消去してuを求め、先ほど求めたF=ρ×u^2×Aに代入すると(途中計算は略)

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となります。もし、上流管の断面積が水道管の出口よりも十分大きければ、A<<A0ですので、

  F=2A×(P0-Pa)

となります。

求めてみましょう。

時間dtの間に流れる水の質量dmは、水の密度をρ、流束をu、管の出口断面積をAとすると、

  dm=ρ×u×A×dt   (1)

と書けます。ここで、反力をFとすると、力積の関係から、

  F×dt=dm×u   (2)

ですので、(2)へ(1)を代入してFを求めると F=ρ×u^2×A が答えとなります。

もし、水道管の上流における情報が分かっているなら、これは以下のように変形できます。

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Q乗っていた旅客機が高度1万mで空中分解したら?

高度1万メートルで旅客機が空中分解した場合、科学的考察では地面や海面に達するまで、意識を保ったままの可能性もあるとのこと

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死にかけたことがありますか質問が先日ありましたが、人生のどの場面にいるかで自分の気持ちは変わりました。

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途中気絶しておしまい。

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Q力は4種類(重力、電磁力、弱い力、強い力)か?

こんにちは、

力は、4種類(重力、電磁力、弱い力、強い力)なのでしょうか?
力の定義は、何でしょうか?

Aベストアンサー

 補足、承りました。#2です。

>「強い力と弱い力」(大栗先生著)を読みました。

 研究者個人が論文では言えないような予想を述べたものですね(論文ベースではツッコまれまくる)。ヒッグス場があるなら、他の場(電磁場、重力場)と同様、力を生じると考えたのでしょうか(私個人はおとぎ話のレベルと感じるので、割とどうでもいい)。

 とはいえ、ヒッグス粒子は標準理論を展開する上で、再出発点にすぎず、少なくとも標準理論が述べた素粒子には、それぞれ対になるものがあると考えられたりもしています。素粒子の数が少なくとも2倍あることなります(さらに、それで全部分かったとならないとも)。なんだか、延々と続いてしまいそうな感じもします。

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 どんな力を考えているにせよ、さすがに証拠は言い過ぎでしょうね。標準理論の範囲内ですから、上述したようにアプローチの端緒程度だと思われます。標準理論では、まだ重力すら含まれていません。重力理論は外部理論扱いで、一般相対論と量子力学統合に四苦八苦している状況です。

 そのため、宇宙の始まりのときに四つの力が一つだったということすら、ある程度は分かるといった程度の予想でしかありません。

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 電磁気力と弱い力の統合までは成功していますね(二つ合わせて電弱力と呼ばれる)。それ以上の統一理論はまだです。

 先に申したように遠距離に働く力として、少なくとも斥力はありそうです。理論的には、例えば一般相対論の宇宙項に対応すると予想されている。それが第5の力かどうかは、不確かです。一般相対論で斥力を表す宇宙項が、重力方程式に矛盾なく組み込めているのですから、電磁気力は正負対であるのと同様、重力には対となる斥力があるだけかもしれません。もしそうなら、斥力は第5の力にはならない可能性があります。

 長距離力(重力、電磁気力)自体が、実は存在していないとする理論展開もあったりします。よく聞くのはホログラフィー説ですね。この空間は3次元ですが、空間2次元の世界の投影がこの世界であるとするものです。

 元の2次元世界ですが、物理理論が同じく通用するとすると、2次元では遠距離力は物体間に作用しません。大雑把に申し上げると、空間の次元の数だけ長距離力が強くなるためです。そのため、空間4次元以上では強すぎて、例えば恒星を回る惑星は円軌道以外は無理だったりする)。「この宇宙があるのも3次元空間であるお蔭だ」と言われたりします。

 ホログラフィー説は、そんな簡単な話ではないものの、重力を考える必要がないとしています。少なくとも物体間には働かなくていい。すると、今四苦八苦している量子力学と一般相対論の統合も不要になるかもしれません。重力が事実上ないですから。

 すると、四つの力から、むしろ減ってしまうこともあり得ます。未解明の部分がいろいろあるため、「言った者勝ち」みたいな感じです。さらに、数学的記述もアプローチ次第です(ホログラフィー説は、単なる数学上のテクニックと考えることも可能)。つまり、説明次第では4つの力以外もあり得ます(現在ある説明を捨てる理由は今のところないけど、どうしても行き詰るようなら、他が出る可能性もなくはない)。

 補足、承りました。#2です。

>「強い力と弱い力」(大栗先生著)を読みました。

 研究者個人が論文では言えないような予想を述べたものですね(論文ベースではツッコまれまくる)。ヒッグス場があるなら、他の場(電磁場、重力場)と同様、力を生じると考えたのでしょうか(私個人はおとぎ話のレベルと感じるので、割とどうでもいい)。

 とはいえ、ヒッグス粒子は標準理論を展開する上で、再出発点にすぎず、少なくとも標準理論が述べた素粒子には、それぞれ対になるものがあると考えられたりもしています...続きを読む

Q飛行機の逆噴射

飛行機の動画を見ていて疑問に思ったので質問します。
着陸した後にのゴーと音がしますが、これが逆噴射というものですか?
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添付している動画のように一部が開くタイプもあるようですが、これも排気ガスを噴射しているのですか?

以前から気になっていたので質問しました。
飛行機に詳しい方ご回答お願いします。

http://www.youtube.com/watch?v=ViNjzYYXETQ

Aベストアンサー

今の旅客機の主流はこれ。
http://www14.atwiki.jp/yokkun/pages/29.html

>これも排気ガスを噴射しているのですか?

排気ガスを逆噴射しているのは「大昔のジェット機」ですよ。今の主流は「バイパス流」を逆噴射しています。

バイパス流は低温(常温)なので、簡単で安価な部品で逆噴射装置が作れます。

排気ガスは高温なので、排気ガスを逆噴射するには、高温に耐える複雑で高価な部品が必要になってしまいます。

Q空気の抵抗力

空気中を落下する物体は、速さvまたはvの2乗に比例する抵抗力
を受ける。物体の速度が増加して、空気の抵抗力と重力の大きさ
が等しくなった後は物体の速さは一定である。このときの速さを
終端速度と言う。比較的小さな物体がゆっくり落下する場合は
速さvの二乗に比例する抵抗力を受ける。このときは
f=kv   Vt(終端速度)=mg/k

私の国語力がないためか、上の文章を理解できません。
空気の抵抗力と重力の大きさが等しくなるというイメージが沸きません
。また、そうなったらどうして速度は一定なのでしょうか。重力加速度
はどんどん増加しますよね。
さらに、終端速度とは比較的"速いスピード"で落下している物体の
「空気の抵抗力と重力の大きさが等しくなった後の一定の速度」の
事を言うのですよね。なのにどうして、
「比較的小さな物体がゆっくり落下する物体」の終端速度が存在する
のでしょうか。

P.S.
Vt(終端速度)=mg/kもどうしてこれが導き出されるのか分かりません。

Aベストアンサー

国語力の問題ではありまん。
非常に小さなものを、自由落下させると、重力の影響で落下速度が次第に増加します。落下速度が増加すると空気の抵抗も増加するので、下向きの重力の力と上向きの空気の抵抗力との差し引きで、下向きの力が小さくなり、落下速度の上昇率が次第に小さくなります。そして、空気の抵抗と重力がちょうどバランスが取れたところで、下向きの力がゼロになるので、落下速度の上昇率はゼロになってしまいます。落下速度の上昇率はゼロになってしまうので、これ以上落下速度は増加せず、一定の速度になってしまいます。その速度が「終端速度」です。このような状態のことを、「空気の抵抗力と重力の大きさが等しくなる」というのだろうと思います。この現象は、水の場合の方がわかりやすいと思います。たとえば、濁った川の水をメスシリンダーに採り、静かに放置すると、濁り成分がほぼ等速度で沈降して、1時間くらいで上の方が澄んで、下の方の濁りとの二層に分かれます。このとき落下速度のことは、「沈降速度」といいますが、「終端速度」でもあります。

Qジェット旅客機が、洋上1万mで空中分解したら

ジェット旅客機が、洋上1万mで空中分解した場合

・乗員乗客中で、海面に達するまで意識を保つ人がいる可能性はありますか?

・人体が海面に達するまで、空気抵抗も鑑みて、どのくらいの時間がかかりますか?

Aベストアンサー

回答順番が前後しますが

>・人体が海面に達するまで、空気抵抗も鑑みて、どのくらいの時間がかかりますか?
スカイダイビングで頭から落ちる姿勢の場合だと、終端速度は時速300kmくらいだそうです。
(当然ながら、体重などにより前後します。)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%82%AB%E3%82%A4%E3%83%80%E3%82%A4%E3%83%93%E3%83%B3%E3%82%B0

単純にこの速度で計算すると 約2分 という計算になります。
実際には、気圧による抵抗変化や体重などにより速度は変わると思いますが、だいたいのオーダーとしてはこれくらいとなるでしょう。

>・乗員乗客中で、海面に達するまで意識を保つ人がいる可能性はありますか?
十分にあり得るんじゃないかと、思います。

○呼吸について
確かに高度1万mの環境下では酸欠になるのが普通ですけど、1分後には人間の生活圏となる5000mまで落ちてきてしまいますし。
(高度10000mでの気圧は0.26気圧)
火星の気圧(750Pa、0.0074気圧)でも、20秒は意識を保てるらしいですから、10000mにいるのが一瞬である以上、即座に失神することはない気がします。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%81%AB%E6%98%9F%E3%81%AE%E6%A4%8D%E6%B0%91
質問では「海面まで」となってしますが、ヒドイ例えですが、
1分息を止めていられれば、5000mまで下がれるわけだから、あり得ないわけではない、とはいえるのではないでしょうか。

○凍死について
凍死はあくまでも体温低下で起きるものであって、皮膚表面温度が急激に下がっただけでは凍死とはならないです。
そして時間が経過して高度が下がれば気温は上がってくるわけですから、さらに死ににくなるのではないか、と思うわけです。
氷水の風呂みたいに伝熱効率がいい状態ならば2分でも死んでしまう(または意識不明)かもしれませんがね。

あと、目が飛び出るとかいったものは、映画からくる誇張らしく、現実世界では真空下でも起きないらしいです。
http://coreblog.org/ats/what-happens-when-you-are-exposed-to-the-space/


ちなみに、昔1万mから奇跡の生還をした人が実際にいたそうです。
ですが人間が単独で放り出されたわけではないようで、きわめて幸運な偶然が重なった結果助かった、ということのようです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/JAT%E3%83%A6%E3%83%BC%E3%82%B4%E3%82%B9%E3%83%A9%E3%83%93%E3%82%A2%E8%88%AA%E7%A9%BA%E6%A9%9F%E7%88%86%E7%A0%B4%E4%BA%8B%E4%BB%B6

以上、参考まで。

回答順番が前後しますが

>・人体が海面に達するまで、空気抵抗も鑑みて、どのくらいの時間がかかりますか?
スカイダイビングで頭から落ちる姿勢の場合だと、終端速度は時速300kmくらいだそうです。
(当然ながら、体重などにより前後します。)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%82%AB%E3%82%A4%E3%83%80%E3%82%A4%E3%83%93%E3%83%B3%E3%82%B0

単純にこの速度で計算すると 約2分 という計算になります。
実際には、気圧による抵抗変化や体重などにより速度は変わると思いますが、だいたいのオーダ...続きを読む

Qマグナス力と空気抵抗について

学校の自由課題で、Excelのグラフを描くのですが、直球とフォークボールの奇跡をグラフで描いて提出しようと思っています。

フォークボールのときは重力と空気抵抗力のみ働く水平投射、直球のときはその二つに加えてマグナス力(揚力)を加えた水平投射の運動を考えていますが、空気抵抗力とマグナス力の計算方法がわかりません。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

下記に乗っていたような気がします。

野球がおもしろくなる変化球の大研究
岩波書店、姫野龍太郎著、700円

Qジェット機の逆噴射

着陸するときにジェット機は逆噴射するそうですし、実際にジェットエンジンが見える位置に乗っているとそうしているようです。

しかし、ジェットエンジンが
 吸って(前に進む力)
 吐く(後ろに進む力)
空気の量は同じでは?それでは効果が無いように思います。

勿論、燃料で熱するのだから膨張はするでしょうが。

Aベストアンサー

>しかし場所を考えると、膨張(単位時間ではVo-Vi[m^3])
>吐き出された空気の一部は確実に再び吸い込まれているようです。

斜め前方に吐くのでそれはないでしょうね。
はき出しロの内側の構造にも目を向けないと。
因みに逆推力は順推力の5O%程度。

Q逆起電力は磁束に比例する

モーターを回転させると逆起電力は生まれます。その時、永久磁石の磁束密度が同じ場合、逆起電力は磁束(全磁束)に比例しますか?
人によっては磁束密度に比例すると言います。どっちか正しいか分かりません。それとも、どちらも正しいんでしょうか?

Aベストアンサー

どちらも正しい。

磁束密度に比例するという式も立てられるし、磁束に比例するという式も立てられる。ただ、比例係数は次元からして違うものになるが。
大体、磁束は磁束密度を面積で積分したものなのだから一様な磁場であれば磁束は磁束密度に比例する。だからどちらにも比例するといえる。
もちろん、一様でない磁場の場合は上記のことは言えず、磁束に比例するとしか言えない。

質問者が永久機関の質問と同じ方ですから多分それがらみなのでしょう。
あの場合、非常に重要なことを忘れている。
起電力をV,磁束密度をB,磁束をΦ,コイルの長さを4l(一辺はl),コイルの面積をSとすると
V=αB・ (1)
V=βΦ・ (2)
と表現できます。(後ろの・は時間微分を表す)
ここで
α∝4l
であるが、βはlにまったく依存しない。コイルの大きさなどのファクターはすべてΦ∝B*Sが受け持っているからだ。もちろん、巻数を増やせば(2)の値は当然大きくなるが、これはΦ∝B*Sの比例係数が巻数になるからであってやはりβにはまったく影響しない。

磁束密度に比例するという場合の比例係数は線の長さの影響を受けるが、磁束密度に比例するという場合の比例係数には線の長さなどのスケールの影響をまったく受けないのである。

どちらも正しい。

磁束密度に比例するという式も立てられるし、磁束に比例するという式も立てられる。ただ、比例係数は次元からして違うものになるが。
大体、磁束は磁束密度を面積で積分したものなのだから一様な磁場であれば磁束は磁束密度に比例する。だからどちらにも比例するといえる。
もちろん、一様でない磁場の場合は上記のことは言えず、磁束に比例するとしか言えない。

質問者が永久機関の質問と同じ方ですから多分それがらみなのでしょう。
あの場合、非常に重要なことを忘れている。
起電力をV,磁...続きを読む


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