ものが動くのです。

質問

断面積Ｓの物体が速度Ｖ(一定)で動いています。
大気の密度をρとした場合、
物体が大気から受ける抵抗力はどのようになるのでしょうか？

いろいろと考えてみたのですが、
大気についての考え方が良く分からなかったので、
助言をお願いします。

回答No.2

SCNK · ベストアンサー

気流が非圧縮流体として振舞う速度では、１／２×効力係数×ρ×Ｓ×（Ｖの二乗）です。

効力係数は実験値を元にしないとわかりません。また速度が大きい程、空気の粘性が小さくなり、若干大きくなります。つまり境界層の厚みが凸凹より小さくなって、凸凹を無視できなくなります。それと空気の場合は気温が下がっても同様の効果が生じます。

速度が音速に近づき圧縮性流体の性質を示しだすと、造波抵抗が新たに加わります。押しのけた大気が圧縮されるからです。特にベルヌーイ定理で加速した部分から衝撃波が生じ始めます。そして音速に達すると全体から衝撃波が生じることになります。このとき造波抵抗は、衝撃波が平面として気流の側に生じますので最大となります。

さらに速度が大きくなると衝撃波は円錐状になり、造波抵抗そのものは小さくなりますが、全体としての抵抗は速度が大きい分、それを上回って大きくなるでしょう。

その内、衝撃波によって圧縮された大気が過熱し、乖離するようになります。そうなると断熱膨張の効果で、衝撃波の圧力も大きくなるのではないでしょうか。

お礼

立て込んでいて遅くなりました。
詳細な説明、ありがとうございました。

回答No.1

shkwta

空気抵抗は複雑で、物体の形状や表面の凹凸に影響されます。
それらが同じであれば、ρＳＶ^2 に比例します。

http://www.tokyo-bay.ne.jp/~watanabe/ecorun/frameset/main_window/resistance/air_flow_resisitance/air_flow_resistance.html

参考URL：

http://www.tokyo-bay.ne.jp/~watanabe/ecorun/frameset/main_window/resistance/air_flow_resisitance/air_flow_resistance.htm