第6章　独自演習と更新チェック

これは京都大学の過去問ではなく、本書が作成した演習です。質量1000 kgの航空機が海面付近を速度50 m/sで水平定常飛行する。空気密度を1.225 kg/m³、翼面積を16 m²、重力加速度を9.8 m/s²とし、揚力係数CLを求めます。抗力、加速度、高度変化は考えません。

上向きの揚力Lと下向きの重力mgがつり合うので、L=mgです。揚力はL=(1/2)ρV²SCLと表します。したがってCL=mg/((1/2)ρV²S)です。ここでρは空気密度、Vは速度、Sは翼面積で、CLだけが無次元の未知量です。

重力は1000×9.8=9800 N、動圧と面積の積は0.5×1.225×50²×16=24500 Nです。よってCL=9800/24500=0.400です。単位は分子・分母ともNで消えます。この値は与えた条件で必要な係数であり、特定機体の実測性能ではありません。

揚力係数は翼形状、迎角、流れの状態などの影響をまとめ、動圧と翼面積で規格化した量です。空気密度ρ、速度V、翼面積Sが同じなら、CLが大きいほど揚力は大きくなります。ただし、失速や圧縮性を無視して無制限に増やせる量ではありません。この演習では水平定常・非圧縮という単純化を置いています。

典型的な誤りは、50²を50とする、質量1000 kgをそのまま力1000 Nとする、翼面積16を二度掛ける、CLにNの単位を付けることです。式を書く前に自由物体図を描き、既知量の単位をSIへそろえ、最後に無次元になったかを見ると誤りを減らせます。

次回要項が出るまでは、公式ページを月一回確認し、更新日と変更箇所だけを記録します。同時に数学、機械力学、専門四分野、TOEFLを週単位で進めます。要項未公表を理由に学習を止めず、過去日程を未来の締切に流用もしない二本立てです。

2028年度入学者向けの確定日程、研究室別受入可能人数、2027年度の科目担当、公式解答・部分点、専攻単独倍率は今回の資料から確定できません。新要項、学修要覧、研究室一覧、過去問ページの更新を別々に照合し、数字の集計単位と資料日付を必ず残します。

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