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宇宙で紙飛行機、宇宙船で実験

宇宙で紙飛行機:宇宙船で実験
宇宙船で、若田さんが紙飛行機を飛ばす実験ビデオがあります。
宇宙船では、

1. 重力が働かない。

2.初速で飛行速度が決まる。慣性の法則から、定速並進や定速回転運動が観られる。

3.空力である揚力と抗力が発生する。揚力は仰角で異なるが速度の2乗に比例する。

4.重心と空力中心の位置が異なることで回転モーメントが発生する。これは

紙飛行機の揚力が回転モーメントを生み出しているので、やはり速度の2乗に比例する。
とすれば、揚力が向心力として働くことで定速円運動をするものである。遠心力と揚力が釣りあった状態でしょう。どちらも速度の二乗に比例するので、回転半径は速度によらずに、仰角や回転モーメントで決まるものと思われます。

若田さんの宇宙実験では、良い飛行機(縦安定性の高い) ばかりなので、回転半径が大きく安定した飛行ですね。 縦安定の悪い地上では上手く飛ばない回転モーメントの異なる飛行機での実験の方が、宇宙実験では面白いかもしれません。

  

自動車と調速機、ガバナー

ガバナーとは、調速機。ディーゼルエンジンで、燃料の噴射量を負荷などに応じて自動的に調整する機構。
エンジンの調子を最適に保つと共に、燃料を節約する働きがある。

この「調速機」がやっている仕事は「自動制御」です。

ワットの遠心調速機は、遠心力を利用して、回転速度の目標値からのずれを検出し、ずれを少なくなる方向へ調節するという方法です。このような自動制御は「フィードバック制御」といいます。
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