流体力学とは、空気や水の流れから受ける力を基に、物体の運動を研究する学問分野です。

 

例えば、陸上競技のやり投げでは、やりを投げた後、空気によってやりが後ろに押し戻される「抵抗」や、やりを上に押し上げる「揚力」が働きます。

 

 

空気の無い、真空状態でやりを投げる場合、最も飛距離が出る投射角は45°の時になります。これは、どんな物体を投げる場合も変わりません。

 

しかし、地球上には空気があり、同じやりを投げた場合でも、空気から受ける「抵抗」と「揚力」によって飛距離が数メートルも変化します。

 

ここからは、最も飛距離を出すためには、どのような角度でやりを投げたら良いか、流体力学を基に考えていきます。

 

やりを投げた瞬間の矛先の角度を「姿勢角」、実際にやりが飛んでいく方向を「投射角」と言います。

 

そして、姿勢角から投射角を引いた分は「迎え角」と呼ばれています。

 

 

やりの姿勢角と投射角(飛行方向)が一致している時、当然やりにかかる「抵抗」は最も小さくなります。

 

そしてやりの角度が上がり、迎え角が大きくなると、やりにかかる「揚力」は増加していき、45°で最大になります。
つまり、45°の迎え角を保ち続けることができれば、やりはずっと大きな揚力を受け続けることができ、飛距離もグンと伸びていくことになるわけです。

 

しかし、実際には最初から迎え角を45°の状態でやりを投げてしまうと、全く飛距離は伸びません。

 

なぜなら、最初から揚力を受け過ぎると、やりが上を向いてしまい、それに伴い抵抗力がかなり大きくなってしまうからです。

 

実際にやりを投げる場合、迎え角はマイナスで、さらにやりに前回転がかかるような力を加える必要があります。

 

このようにして投げると、抵抗力を最小限に保ちながら、やりの飛行の後半部分で下降している局面で、上手く揚力を受けることができるからです。

 

 

 

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