9 滑空の運動方程式

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滑空の運動方程式
m(kg):スノーボーダー総重量
A(m 2 ):スノーボーダー投影面積
Cd:抗力係数
Cl:揚力係数
D:抗力
L:揚力
ρ(kg/m 3 ):空気密度
V :速度
V xy (m/s):xy方向の速度
Vz
V
Vy
αjump
Vz (m/s):z方向の速度
Vx
スノーボードがジャンプをしている際の
Vxy
Vz
運動方程式に関しては、
V
XY 方向及び、Z 方向に働く力がそれぞれ
f xy
fz
D cosθ L sinθ
mg
(47)
D cosθ L cosθ
(48)
であるので、(47)、(48)式をそれぞれ変形すると
dVxy
f xy
dt
m
dV z
dt
Vxy
(49)
fz
m
(50)
となる。抗力係数に関しては、実験的に求め、それぞれの速度及び、時間を求めることができる。
また、ここで用いる抗力 D および揚力 L は次の式より求める。
1
2
2
V x V y AC d
2
1
2
2
L
V x V y ACl
2
D
(51)
(52)
抗力係数 Cd と揚力係数 Cl は風洞に模型を入れて実験を行い、その実験値から最小二乗法によって求
めた。迎え角は、その瞬間ごとの速度によって変わる。