重い飛行機がなぜ浮くか～ベルヌーイの定理

	て、図解 科学の大理論―眠れなくなるほど面白い
	クリエーター情報なし
	日本文芸社

　車中で読む本として、コンビニで買った本である。科学のいろいろな法則が例え話を入れて書かれているようだった。「ようだった」というのは、この本は透明のビニールの帯で綴じられていて中が見えなかったからだ。

　また、私はガス主任技術者試験の講師をしている。基礎理論科目の物理化学法則の解説は難しい。何とか例え話を入れてわかりやすく解説もしたい。それもあって購入。

　さて、初回は、物理の世界、運動と熱・電気エネルギーのうち、「ベルヌーイの定理」。ベルヌーイの定理と言えば、流体に適用される。都市ガス工業でいえば、都市ガスの流れや摩擦損失あたりだ。また私は学生時代、土木工学が専門だったから、こちらは水理学、つまり水の流れを研究する。この中の基本的な公式がベルヌーイの定理である。

　ベルヌーイの定理は、運動量の保存則から導かれる。位置エネルギー＋運動エネルギー＋圧力エネルギーの合計はどこまで行ってもは変わりがないというもの。もちろん実際には摩擦損失やどっかにいってしまうエネルギーもあるから、そうないかないが、理想的には、エネルギーは保存される、というもの。

　そして、位置エネルギーと運動エネルギーの関係や圧力エネルギーと運動エネルギーの関係から流速や流量を測る計測機器がある。前者はマノメーター、後者はオリフィスなどだ。運動エネルギーは、１/2・ρ・Ｖ2乗　で、たいがいルートを開いて計算し、圧力や位置エネルギーとの関係から計算結果を出す。と、これは基礎理論の試験問題対策なんだが、この本はちと違う。

　飛行機の翼は、断面で言うと、上側が凸になっている。ここに空気の流れが入ると、上側のスピードが速く、下側は遅くなる。すると、圧力エネルギー＋運動エネルギー＝全エネルギーは保存されるから、上側は運動エネルギーが大きい分、圧力エネルギーが小さくなる。下側が逆だ。そのため圧力の高い方から低い方へ、つまり下側から上側に向かって「揚力」が働く。これが飛行機を宙に浮かす働きだ。

　駅のプラットフォームに立っていて、電車が通過すると、電車側に引っ込まれそうになる。これもベルヌーイの定理だそうだ。結構面白いことが書かれている本だ。この本の例え話、また書きます。