揚力の計算式とは?ニュートンの第2法則と動圧から『浮く力』を導き出す方法【眠れなくなるほど面白い 図解 飛行機の話】

“空を飛ぶメカニズム”揚力の本質を数式から読み解く
揚力を計算式であらわしてみる
揚力=揚力係数×動圧×翼面積
ここでは、別の見方をして、翼が空気の流れを翼の後方下向きに曲げ、その反作用の力が揚力であると考えて、話を進めてみましょう。その反作用の大きさは、ニュートンの第2法則の、
力 = 質量 × 加速度 によって、
揚力 = 空気の質量 × 曲げる加速度 となりますが、
加速度 = 速度 ÷ 時間 なので、
揚力 = 空気の質量 × 速度 ÷ 時間
となります。また、時間は空気が翼の長さを通過する時間なので、
時間 = 翼の長さ ÷ 速度となります。そして、
気の質量 = 空気密度 × 翼の体積 であり、
翼の体積 = 翼の長さ × 翼面積 でもあるので、つまり揚力は、
空気密度 ×(速度)² × 翼面積 に比例することがわかります。揚力係数を比例係数とすると、
揚力 = 揚力係数 × 空気密度 ×(速度)²× 翼面積 となります。
もっと単純に、揚力は翼が動圧をうまく受け流したことによる空気からの反作用だと考えれば、翼全体に作用する力は、動圧×翼面積なので、
揚力 = 揚力係数 × 動圧 × 翼面積 と表現することもできます。
以上のことをまとめると、左図にあるような式になります。
揚力の計算式
揚力は動圧の変化を翼面積で受けることから揚力は(動圧×翼面積)に比例することになります。
揚力係数を比例係数とすると次のような式になります。

翼の断面を流れる空気と揚力の大きさ

(例:垂直尾翼は迎え角ゼロで揚力が発生しない方が好都合)


【出典】『眠れなくなるほど面白い 図解 飛行機の話』著:中村 寛治
求人情報
ペットショップ接客・販売スタッフ/犬の家賞与あり/シフト制/未経験OK
エアポートウォーク名古屋店
勤務地:愛知県雇用形態:正社員給与:月給19万6,000円~30万円スポンサー:求人ボックス
総務事務/完全週休二日制/ネイルOK/未経験OK/月給50万可能!/ワークライフバランス充実
MeilleureVie株式会社
勤務地:愛知県雇用形態:正社員給与:月給20万5,000円~50万円スポンサー:求人ボックス
会計入力 会計事務所経験者 週3日OK 正社員登用あり 大塚駅前
税理士法人DOORS
勤務地:東京都雇用形態:アルバイト・パート給与:時給1,600円~2,500円スポンサー:求人ボックス
税務・税理士/育休・産休実績あり/退職金制度あり/学歴不問/資格受験者歓迎/リモートワーク可能
OAG税理士法人
勤務地:東京都雇用形態:正社員給与:年収396万円~858万円スポンサー:求人ボックス
ピッキング作業/未経験OK/資格不問・未経験OK/大阪市 大正区
株式会社テクノ・サービス 働くナビ
勤務地:大阪府雇用形態:派遣社員給与:時給1,300円スポンサー:求人ボックス
東京で技術を身に着け、地元「霧島」に戻ろう・鹿児島出身の代表/計測器の検査・校正
オルティカテクニカルソリューション株式会社
勤務地:東京都雇用形態:正社員給与:月給24万5,000円~29万3,000円スポンサー:求人ボックス
【書誌情報】
『眠れなくなるほど面白い 図解 飛行機の話』
著:中村 寛治
「飛行機はなぜ、どうやって空を飛べるのか」という基本から、最新の知識、身近な航空雑学まで、飛行機の魅力をたっぷり図解でわかりやすく教える一冊。
この記事のCategory
オススメ記事

揚力が生まれる仕組みとは?動圧と翼面積の関係や身近な例でわかる発生のメカニズム【眠れなくなるほど面白い 図解 飛行機の話】

飛行機が空を飛ぶ仕組み|自動車との違いから学ぶ『4つの力』の物理学【眠れなくなるほど面白い 図解 飛行機の話】

アルコールと自律神経の深い関係|『リラックスは錯覚』?脱水と頭痛を防ぐ上手な飲み方【眠れなくなるほど面白い 図解 自律神経の話】

焼き鳥は塩で甘辛い煮物は避ける?居酒屋で選ぶべき低糖質なおつまみ

お酒は疲労回復にメリットなし?寝酒が睡眠の質を下げる理由と疲れを取る『水の飲み方』【眠れなくなるほど面白い 図解 疲労回復の話】

お酒で筋肉は減らない!? 本当に怖いのは“極端な糖質制限”だった【眠れなくなるほど面白い 図解 内臓脂肪の話】

起業の相談は成功している人がいい!有名起業家に直接会う方法とメリット【眠れなくなるほど面白い 図解 起業の話】

シソに激似のアジサイの葉に注意!正体不明の毒性と誤食を防ぐための知識
求人情報
未経験の京都市営バス運転手/特別支援金 最大65万円あり/月収30万円以上可/普通免許OK/未経験OK
エムケイ観光バス株式会社
勤務地:大阪府雇用形態:正社員給与:月給21万円~36万円スポンサー:求人ボックス
ピッキング作業/未経験OK/資格不問・未経験OK/大阪市 大正区
株式会社テクノ・サービス 働くナビ
勤務地:大阪府雇用形態:派遣社員給与:時給1,300円スポンサー:求人ボックス
業界大手の美容師/しっかり休める/上場企業
QBハウス下北沢駅前
勤務地:東京都雇用形態:正社員給与:月給30万円~47万1,000円スポンサー:求人ボックス
介護タクシー/ドライバー募集、年齢不問
デイサービスセンターすこやか八王子
勤務地:東京都雇用形態:アルバイト・パート給与:時給1,226円~スポンサー:求人ボックス
診療放射線技師/北区/ケアミックス/一般病院
赤羽東口病院
勤務地:東京都雇用形態:正社員給与:月給26万円スポンサー:求人ボックス
一般事務/デスクワーク/交通費全額支給/キャリアアップ可能/駅近/サポート中心
MeilleureVie株式会社
勤務地:大阪府雇用形態:正社員給与:月給24万5,000円~50万円スポンサー:求人ボックス

