こんにちは。学生スタッフのA.S.です。今回は私が高校時代に物理を勉強していて面白いと感じた「終端速度」というものについて書きます。人間がビルの上から落ちたなら無事では済まないでしょう。ですが蟻が同じようにビルの上から落ちても実は平気なのです。その理由のひとつに「終端速度」が絡んでいます。

この前編では「物が落ちる」ということについて捉えなおします。かの有名なニュートンが発見した万有引力によってこの運動は起きています。地球が物を引っ張っているわけです。物が落ちるとき、地球が物を引っ張る力Fは質量m×重力加速度gで分かります(F=mg)。なお重力加速度gは地球上では一定で約9.8([m/s²])です。とりあえず加速度なので時間が経てば経つほど落ちるスピードは早くなるということです。

さて雨を考えてみましょう。質量が小さいとはいえ、あんな高いところから降ってくるので時間はかなりかかりそうです。ということは降るスピードはだんだん速くなって……我々に直撃する頃には弾丸のように！？けれども私は雨で痛いと感じたことはありません。ここから分かることは、「物が落ちるスピードには限界がありそう」ということです。原因として考えられるのは空気抵抗です。

歩くときは何も感じないのに、自転車に乗っていると顔が空気に押されている感じがすると思います。それと同じようなことが落ちる物や雨にも起きているのではないか、ということです。そして自転車に乗って早く移動するときに感じるということは、空気抵抗の力には速さが関係していそうです。その通りで、実は物体の移動する速さvに比例しています(f=-kv　※kは比例定数)。

以上の知識を組み合わせると終端速度と呼ばれるものが明らかになります。後編の最初に復習もしているので、是非読んでいただければと思います。