空気抵抗って何だろうか、と考えてみました。
運動量保存の法則、m1v1+m2v2=m1v3+m2v4、みたいなことです。
車が走ると、車の前の空気とぶつかる、そして一体になるような感じかな。
上の式も、ビリヤードの球だと当てた球が止まって、当てられた球が
転がっていく、みたいになるのだろうけど、それよりは、豆腐に豆腐をぶつけた
みたいな感じで、一体となって進んでいくような感じになるのでしょう。
m1v1+m2v2=(m1+m2)v1、みたいな感じかな。
運動量、と言われると、それって仕事量、エネルギーとどういう関係なの?
F・t=mv、と言われると何J?と思うのですが、
考えてみると運動量とエネルギーは1対1に対応していません。
別物のようですね。1秒間Fを与えた結果は運動量としては一定ですが、
エネルギーは違います。その時の速度によって変わってきます。
F×v[m/s]が仕事率ですが、vによって変わってきますから。
例えて言うなら、ものを運ぶ時に、同じ力で押しても、速度が倍なら
移動距離が倍になるわけで仕事量も倍になる、ということです。
それで、車が空気に当たった時の運動量変化は空気の重さで
変わってくるわけなのですが(当然真空なら運動量変化は起こりません)
その空気の重さは1秒間に車が通過した体積A×Vに空気密度を
かけたものです。空気密度はだいたい1m^3で1kgくらいです。
100km/hで走行していると27.8m/s、乗用車のAは2m^2くらいなので、
かけると54kgくらいです。結構重いですね。
1000kgの車だと5%くらい速度が落ちることになります。
でもそんなことはなくて、Cd値という係数がかかっていて
だいぶ緩和されます。車も空気と真正面からぶつかるわけでは
ないということです。