9+圧力抗力の例:詳細な事実

この記事では、さまざまな圧力抗力の例について説明します。 圧力抵抗は、露出する表面積ではなく、体の断面積に依存します。

圧力抗力の例は、私たちの日常生活で頻繁に見られます。 圧力抵抗は、流体を移動するときにオブジェクトの前端の圧力が上昇し、後端の圧力が低下するために発生します。

圧力抗力のさまざまな例を以下に示します。

  1. 空中を移動する球形のボディ
  2. 自転車
  3. スイマー
  4. 円筒体
  5. 動く車
  6. 迎え角が大きい翼型または翼型
  7. 移動するトラック
  8. 空から落ちるスカイダイバー
  9. 水中を移動するボート
  10. レンガの切れ端

圧力抵抗は、流体媒体が通過する静止物体によっても発生します。 合理化により、圧力抵抗が減少します。

空中を移動する球形のボディ

球形のボディは、その形状のために流体の中を移動するときに高圧抗力を経験します。 表面積が大きいほど、より多くの空気粒子が衝突し、体が受ける抵抗が大きくなります。

球形のボディの場合の境界層の分離により、ボディの後ろに低圧の伴流が形成されます。

圧力抗力の例
特定の形状に適用される風の抗力。 画像のクレジット: Wikipedia

自転車

空力抵抗は確かにサイクリングの主要な抵抗力であり、すべての自転車に乗る人は風の抵抗を克服する必要があります。 圧力抵抗はサイクリングで主要な役割を果たします。これは主に、空気粒子が前面に面している面で一緒に押し出され、背面でより間隔が空けられて、前端と後端の間に大きな圧力差が生じるためです。

激しい向かい風に足を踏み入れたことのあるすべてのサイクリストは、風の抵抗について知っています。 疲れた! 前進するために、サイクリストは彼の前の空気の塊を押し通さなければなりません。

サイクリスト; 画像クレジット: Wikipedia

スイマー

摩擦、圧力、波の抗力などのさまざまな形の抗力が、プールを降りて壁に最後に触れるまで、スイマーに継続的に作用します。 摩擦抵抗は、水分子がスイマーの体と擦れる結果として発生します。スイマーの体が滑らかになると、摩擦がある程度減少します。

より高速で泳いでいる間、前頭葉(スイマーの頭)の圧力が上昇し、スイマーの体の両端の間に圧力差が生じます。 この圧力差により、スイマーの体の後ろに乱流が発生します。この余分な抵抗力が圧力抵抗です。

波の引きずりは、スイマーの体が水に沈み、部分的に水から出た結果として発生します。 すべての波の抗力は、スイマーの体の頭と肩の部分から発生します。

スイマー; 画像クレジット: Unsplash

円筒体

円筒形のボディはブラフボディの例であり、その形状によって高圧抗力が発生します。 ブラフボディとは、空気または液体の流れの中に置かれるたびに、表面が流線と整列しないボディです。

シリンダーは摩擦抗力の点で抵抗が少ないですが、体が大きな後流領域を移動した後の渦の形成により、大きな圧力抗力を提供します。 

動く車

移動中の車の場合、抗力の大きさは等しく、エンジンが車両の車輪に発生する力とは反対の方向に作用します。 車に作用するこれらのXNUMXつの等しく反対の力により、正味の合力はゼロになり、車は一定の速度を維持できます。

車を中立位置にしばらく置いてエンジンの力をゼロにすると、抗力だけが車に作用します。 この状態では、正味の力が車にかかり、車は減速します。

圧力抵抗は、体の通過によって流体に設定される渦運動から発生します。 抗力は、流れの伴流の形成に関連しています。

フロントエリアがフラットなトラックは、ボディが合理化されたスポーツカーよりも高い空気抵抗を経験します。

動く車; 画像クレジット: Wikipedia

迎え角の大きい翼型

圧力が上昇する流れは、逆圧力勾配の流れとして知られています。 この条件に従った後、十分な境界層が表面から分離し、体の後ろに渦と渦を作成します。 その結果、圧力抵抗が増加し(両端間の圧力差が大きいため)、揚力が減少します。

迎え角が大きい翼型の場合、後部上部の逆圧力勾配により、分離した流れが生成されます。 この分離により、後流のサイズが大きくなり、渦の形成により圧力損失が発生します。 その結果、圧力抵抗が増加します。

より高い迎え角では、翼の上部の上の流れの大部分が分離される可能性があり、この時点で、圧力抗力は粘性抗力よりも高くなります。

高い迎え角で翼から分離する気流。 画像クレジット: Wikipedia

移動するトラック

商用トラックの場合、正面の断面積が大きいため、圧力抵抗またはフォーム抵抗が非常に大きくなります。 発生する圧力抵抗は、オブジェクトの形状とサイズに大きく影響されます。

提示された断面が大きいボディは、薄いオブジェクトや合理化されたオブジェクトよりも抗力が大きくなります。

圧力抗力は、速度のXNUMX乗に比例して増加する抗力の式に従うため、高速車両に大きな役割を果たします。

車両の性能と燃料効率は、XNUMXつの空気力による圧力抗力と皮膚摩擦抗力に依存します。 より少ない抗力で体を形作るために常に努力が払われます。

トラック; 画像のクレジット: Wikipedia

空から落ちるスカイダイバー

スカイダイバーが飛行機から飛び降りると、空気抵抗または抗力と重力の両方が彼の体に作用します。 重力は一定のままですが、空気抵抗は地球に向かう速度の増加とともに増加します。

体に当たる空気粒子の力は、体の位置(体の断面積)を変えることで変えることができます。 これにより、スカイダイバーの地球への速度が変化します。

体が受ける抗力(抵抗)は、次の式で表すことができます。

[ラテックス]R= 0.5 \ times D \ times p \ times A \ times v ^ {2}[/ラテックス]

ここで、Dは抗力係数です。

pは媒体、この場合は空気の密度です。

 Aはオブジェクトの断面積であり、

 vはオブジェクトの速度です。

スカイダイバー; 画像クレジット: Wikipedia

水中を移動するボート

ボートが体の後ろに設定された流体媒体の渦運動を通過すると、圧力抵抗が発生します。 この抗力は、通過するボートの後ろで観察できる航跡の形成に関連しています。

摩擦抗力と比較して、圧力抗力はレイノルズ数の影響を受けにくくなっています。 圧力抵抗は、分離した流れにとって重要です。

この抗力は、通過するボートの後ろに見られる後流の形で観察できます。

ボートの後ろでフォーメーションを起こします。 画像クレジット: Unsplash

レンガの切れ端

構造のようなブラフボディによるレンガは、流体の中を移動するときに高圧抗力を経験します。

ブラフボディの場合、抗力の主な原因は圧力抗力であり、常に断面積に依存します。

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