このツールについて
終端速度 計算ツールは、空気(または流体)の抗力が重力とつり合ったときに落下物体が達する一定速度を求める無料のブラウザ内物理ツールです。質量、抗力係数、断面積、流体密度を入力すると、終端速度を複数の単位で、加えてつり合いの力を返します。すべてブラウザ内でローカルに計算されます。
終端速度では抗力が重さに等しくなり、½·ρ·v²·A·Cd = m·g となり、これを変形すると vₜ = √(2·m·g / (ρ·A·Cd)) です。ここで ρ は流体密度(空気 ≈ 1.225 kg/m³、水 ≈ 1000)、A は前面面積、Cd は抗力係数(球で ≈ 0.47、腹ばいのスカイダイバーで ≈ 1.0)、g = 9.81 m/s² です。他の量が既知のとき、任意の1変数について解くこともできます。
スカイダイバー、雨粒、落下物体がどれだけ速く落ちるかの見積もりに使えます。終端速度はメートル毎秒、キロメートル毎時、マイル毎時で表示され、質量は kg、面積は m²、密度は kg/m³ です。
よくある質問
終端速度の公式は何ですか?
抗力を重さに等しく置くと vₜ = √(2·m·g / (ρ·A·Cd)) となります。m は質量、g = 9.81 m/s²、ρ は流体密度、A は断面積、Cd は抗力係数です。この速度では正味の力がゼロなので、物体は加速をやめます。
どの抗力係数と密度を使うべきですか?
空気には ρ = 1.225 kg/m³ を使います(水は約 1000)。滑らかな球は Cd ≈ 0.47、腹ばいのスカイダイバーは約 1.0 です。プリセットがこれらを入力し、任意の値を上書きできます。
質量や面積について解くこともできますか?
はい。「求める量」セレクターを質量、抗力係数、面積、密度に切り替え、終端速度と残りの値を入力すると、公式を逆に解いて未知数を求めます。
終端速度で抗力が重さに等しくなるのはなぜですか?
速度が上がると抗力(v² とともに増大)が増え、下向きの重さ m·g をちょうど打ち消すまで大きくなります。正味の力がゼロになると物体は加速をやめるので、終端速度での抗力は重さに等しくなります。すべての計算はブラウザ内で実行されます。