原理解説風のテーブル

図1 ボールの空中浮遊と力のつり合い

図2 飛行機の揚力

【参考】

  • 『流れのふしぎ―遊んでわかる流体力学のABC』 石綿 良三

ボールの空中浮遊と力のつり合い

ボールがふき出す風の中で浮かんだり、風の角度をななめにしても落ちないのは、図1のような力のつり合いによるからです。

①の矢印は、ボールに下向きにはたらく重力です。②の矢印は、ふき出す風によって生まれた力です。③の矢印は、ボールに作用する揚力(流れが速い上側に引き寄せられる力)です。

②と③によって生まれる上向きの茶色の矢印「合力」が①の重力とつり合っているので、ボールは空中で浮かぶことができるのです。

飛行機の揚力

飛行機の揚力(翼を上向きに引き上げる力)は、飛行機の翼の断面の形によって生まれます。飛行機の翼は、上面が丸くなり下面よりもふくらんだ形をしています。空気の流れは翼の上の方が速くなり、圧力は小さくなります。この上下の圧力差で、翼は重力に逆らって圧力の小さい上の方へ引き寄せられ、飛行機を空に浮かべる大きな揚力となります。(図2)