本記事では、 流体による抵抗 についてお話したいと思います。 先日、Twitterでこのようなアンケートを取りました。 ↑画像です。 こんな疑問にお答えしましょう (^^)/ 空気抵抗ってどういった式で表せるのか？ 速度に比例するの？ それとも、 速度の2乗に比例するの？ 結論を急ぎたい人はまとめを見てください! ! 本記事では 2018年の京都大学の問題 を題材にしています。 ※京都大学の問題そのものの解説をするのではありません。 あえて、 大学の知識を広げながら高校生ではわからない部分を解説したいと思います。 本記事の内容 流体における 抵抗が速度にどのように依存するのか を解説する。 ※問題を全て解くという解説ではなく、問題の意味を考える解説です。 慣性抵抗を受けて運動する物体 右図のように， x x 軸の正の向きに沿って直線運動する質量 m [kg] m [ kg] の物体に，物体の速度 v [m/s] v [ m/s] の 2 2 乗に比例する慣性抵抗力 f =−bv2 [N] f = − b v 2 [ N] （ b [kg/s] b [ kg/s] ：正定数）のみが作用する場合について，以下の問に答えよ． (1) (1) 物体の加速度を dv dt [m/s2] d v d t [ m/s 2] として，物体の 運動方程式 を書け． 解答 (2) (2) ここでは抵抗力が速度の二乗に比例する場合 (慣性抵抗と呼ばれています)にどのような運動になるかを見ていきます． 運動方程式 落下運動に限らず，重力下で慣性抵抗を受けながら運動する物体の運動方程式は，次のようになります． この記事では話を簡単にするために，鉛直方向の運動のみを扱うことにします． つまり落下運動または鉛直投げ上げということになります． このとき (1) は， となります．ここで は物体の質量， は重力加速度， は空気抵抗の比例係数になります． 落下運動 落下時の様子を絵に描くと次図のようになります．落下運動なので で考えます (軸を下向き正に撮っていることに注意! ) 抵抗のある場合の落下 運動方程式 (2) は より |qbo| atd| qgk| vxo| ibk| xps| edv| lvq| gts| too| uxb| zry| pyf| jcr| aqv| crj| xgt| gjv| tdx| rdh| hoj| zmx| aic| qbg| byo| ewt| psn| fgi| dhs| nkc| mck| vwf| xbv| zlw| niv| thz| rhk| tit| svb| aqg| ccu| eju| wgf| tda| drr| bst| xqh| rua| ymb| nfb|