今回は、流体力学で用いられるベルヌーイの定理をもとに、飛行機が飛ぶ理由をお話ししたいと思います。
まずは、以下の引用記事をお読みください。
————————————-(以下こちらより引用)
ベルヌーイの差圧の原理
ニュートンが法則を確立してから半世紀後、スイスの数学者ダニエル・ベルヌーイは、動く流体（液体または気体）の圧力がその運動速度によってどのように変化するかを説明した。ベルヌーイの原理は、動く流体（液体または気体）の速度が増加すると、流体内の圧力が減少すると述べている。この原理は、飛行機の翼の湾曲した上部を通過する空気に何が起こるかを説明している。ベルヌーイの定理の実用的な応用はベンチュリ管である。ベンチュリ管には、スロート（くびれたポイント）まで狭くなる空気入口と、後方に向かって直径が大きくなる出口セクションがある。出口の直径は、入口の直径と同じである。チューブに入る空気の質量は、チューブを出る質量と正確に等しくなければならない。
くびれでは、チューブの他のすべての部分と同じ時間で同じ量の空気が通過できるように速度を上げなければならない。空気が加速すると、圧力も低下する。くびれを過ぎると、空気の流れが遅くなり、圧力が上がる。[図 4-4]
空気は塊として認識され、空気は上記の法則に従うことが理解されているため、飛行機の翼が揚力を発達させる方法と理由を理解できる。翼が空気中を移動すると、湾曲した上面を横切る空気の流れの速度が増加し、低圧領域が生成される。ニュートン、ベルヌーイ、および宇宙の物理法則を研究した他の何百人もの初期の科学者は、今日の洗練された実験室を利用できなかったが、揚力がどのように作られるかについて、現代の視点に大きな洞察を提供した。
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ベルヌーイの定理は、流体の圧力を p [Pa]、密度を ρ [kg/m3]、流速を v [m/s]、高さを z [m]、重力加速度を g [m/s2] とすると、
v^2/2g + z + p/ρg = const.
と表され、飛行機の翼でg、z、ρは一定とみなせば、速度が増加すれば圧力は減少します。そこで、翼の湾曲により、上部と下部で速度に差が出るため、上部にかかる圧力より、下部にかかる圧力が大きくなり、揚力が発生すると考えられているようです。
手短ですが、以上となります。
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