Ｓ科魂！

354：KAITさん：2009/08/24(月) 00:38:56: 「１」目的
　　物体に働く流体力について実験を通じて理解する。特にレイノルズ数の小さな場合の流体中における物体の落下運動を取り上げる。この落下運動を利用して、グリセリンを主成分とする液体（以下液体Lqとする）の動粘度等を測定する。

「２」記号
FD:抗力　CD:抗力係数　ρ:流体の密度　U:速度　S:基準面積　Re=LU／ν:レイノルズ数　　m:物体の質量　V:物体の体積　L:物体の代表長さ　ｇ:重力加速度　Mb:比重瓶の質量　　Vb:比重瓶の体積　ν:動粘度　VG: 液体Lqの体積　　ρG: 液体Lqの密度 ρw:水の密度　　ρa:空気の密度　Vs:球の体積 ρs:球の密度 Mk(k=1,2,3,13,14):分銅の質量

図 1

Vk(k=1,2,3,13,14):分銅の体積　ρwe:分銅の密度

「３」原理　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（１）一様流に置かれた物体に働く抗力
　流れの中に置かれた物体には、流れに平行な抗力（drag）と、垂直な揚力（lift）という力が働く。図１のように、速度Uの一様流中に置かれた物体に働く抗力は次のように表すことが出来る。

　　　FD= CDρU2S／2 (1)

ここで、抗力係数CDは物体形状とレイノルズ数Re及び、Mach数によって決まってくるが、流速が音速の１／３よりも遅ければ考慮する必要はない。基準面積Ｓは通常、上流から見た投影面積を用いる。抗力FDは、概ねレイノルズ数が小さいとき速度Uに比例し、レイノルズ数が大きいとき速度の二乗U2に比例することが知られている。球をはじめとする三次元物体の抗力係数を図2に示す。

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