マラソンの途中で2人が先頭を競り合っているときに、 わざと相手の背後に回るという方法があります。 向かい風はなるべく相手に譲り追い風はなるべく自分がいただくという戦法です。 暴風は別ですが、 大気に対する相対論の視点からすると、 向かい風は自分の速さの増加で、 追い風は自分の速さの減少です。 さらに、 空気抗力の視点からすると、 向かい風は単位時間に押しのけて進まなければならない空気の質量の増加です。 空気抗力は速さの2乗におよそ比例すると言われます。 一般の摩擦が速さに関係ないのとは大きな違いです。
空気抗力 が速さの2乗におよそ比例するのは事実ですが、 実は、 速さは 空気抵抗 の比例的要素なのです。 空気抵抗以外に空気抗力の比例的要素となっているのが、 単位時間あたりに通過する空間に存在する空気の質量で、 それは、 空気密度 と 前方空気接触面積( 進行方向に垂直な平面への投影面積 )と 速さ とを掛け合わせたものです。 したがって、 空気抗力は速度の2乗に比例しているのです。 また、 速さ以外に前方形状も空気抵抗の比例的要素になっています。 以上が空気抗力の主体なのですが、 これに加算される 空気摩擦 があます。 空気摩擦は、 大気圏突入物質の温度上昇の原因になるものです。 空気摩擦には、 空気の粘性 や 摩擦面の構造 や 物質の速さ が関与します。
私は、 空気抗力を次のように解剖しています。
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