ピトー静圧管

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エンジン

車の動きと静圧の関係

空気や水といったものが動いている時、その流れに力を加えることがあります。この力を圧力と言い、様々な種類があります。その中で、静圧は流れの向きに沿って測る圧力のことです。 静圧を理解するには、全圧と動圧を知る必要があります。全圧とは、流れが持つ全ての圧力のことで、動圧は流れの速さによって生じる圧力のことです。つまり、動いている流体は、速さが速ければ速いほど大きな動圧を持ちます。この動圧を全圧から引くと、静圧が求まります。 別の言い方をすれば、静圧とは、流れが完全に止まったと仮定した時の圧力です。例えれば、風の強い日に手に持った板に風が当たっている状況を考えてみましょう。板の正面では風がぶつかり、板の後ろ側では空気が流れ込んでいます。板の正面に小さな穴を開けて圧力を測れば、それは全圧です。板の側面にも穴を開けて圧力を測ると、それは静圧に近くなります。なぜなら、側面の穴では空気の流れが正面ほど強くなく、ほぼ止まっているとみなせるからです。流れが速いほど動圧は大きくなり、静圧は小さくなります。反対に、流れが遅ければ動圧は小さくなり、静圧は大きくなります。 自動車の設計において、静圧の測定は重要です。例えば、模型を使った風の流れの実験で、車体の表面に小さな穴を開け、そこから静圧を測ることで、空気の流れ方を詳しく調べることができます。これらのデータは、空気抵抗を減らしたり、車の安定性を高めたりするために役立ちます。静圧は、物の周りの流れを理解し、より良い設計をする上で欠かせない要素です。
車の開発

車の速度計測:ピトー管の役割

車は、どれくらい速く走っているのかを瞬時に教えてくれる計器が付いています。この計器のおかげで、私たちは安全に運転することができます。この速さを測る仕組みは、実は空気の力を使っています。 空気には、目には見えませんが力があります。この力を利用して速さを測る道具に、ピトー管と呼ばれるものがあります。ピトー管は、先端が開いた管を、空気の流れに真正面から向けて設置します。車が走ると、この管の中に空気が入ってきます。車が速く走れば走るほど、管の中に入る空気の力も強くなります。この空気の力の変化を読み取って、速さを測るのです。 ピトー管の先端部分は、常に空気の流れが真正面から当たる位置に配置されます。もし、斜めに配置されてしまうと、正確な空気の力を測ることができません。このピトー管は、フランスの科学者、アンリ・ピトーによって考え出されました。空気の力を正確に測る、画期的な発明でした。 ピトー管で測られる空気の力は、静圧と動圧という二つの力の合計です。静圧とは、空気が静止しているときの力、動圧とは、空気が動いていることで生まれる力です。車は停止しているときは動圧はゼロですが、走り出すと動圧が発生します。車が速く走れば走るほど、この動圧は大きくなり、ピトー管で測られる空気の力も大きくなります。この力の変化を計算することで、車の速さを正確に知ることができるのです。