飛行

飛行的物理

是否曾經有搭過飛機的經驗,當你坐在飛機上時是否曾想過 如此重且巨大的飛機,是如何能升空飛起來的? 是否覺得很神奇還是會感到不安呢?

小到蚊子,蒼蠅, 鳥兒, 大到 飛機都可以於天空中飛行, 讓我們嘗試從物理的角度去分析 飛行的自然規律.

飛行的物體有其重量W=mg ,密度愈大的物體,其在空氣中所受浮力的影響比較小.

考慮物體等速飛行時,必須能支撐其重量 達到力平衡.

飛行物的翅膀於飛行時,與水平面會有一夾角(如約6度是很常見角度),此風切的角度會提供一向上的支撐力

此向上支撐力 和 空氣的密度 ρ, 飛行速度v的平方與(翅膀大小)等效截面積A 的乘積 成正比. F=kρv2A

對於 6度的角度 此比例常數約 0.3 也就是 F=0.3 ρv2A

於地表附近 可帶入空氣密度 得 F=0.38v2 A (地表空氣密度約1.25kg/m3)

從力平衡 , W/A =mg/A= 0.38 v2

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