空気抵抗・風を考慮した放物運動シミュレーター

空気抵抗は理想的な放物運動の美しい対称性を崩します。抵抗力はv²に比例するため、速度が2倍になると抵抗は4倍になります。終端速度に達すると抵抗が重力と釣り合い、鉛直方向の加速度はゼロになります。実際の弾道表は抵抗・回転・空気密度・風を考慮しますが、理想式はあくまで第一近似にすぎません。

発射体が受ける空気抵抗は、地面に対する速度ではなく、空気に対する速度で決まります。風は空気全体を動かし、抗力は常にその空気に対する運動と逆向きに働きます。だから向かい風では対気速度が上がって抗力が強く効き、追い風では対気速度が下がるため、風のわずかな後押しだけで説明できる以上に遠くまで飛びます。

直感に反する話です。ボール表面を粗くすると抗力が減ることがあります。ゴルフボールのディンプルは流れを薄い乱流境界層に変え、それが表面に長く張り付いてボール後方の低圧の後流(ウェーク)を小さくします。ディンプル付きのボールは、同じように打った滑らかなボールのおよそ2倍飛びます。このシミュレーターの単純な v² 抗力則は抗力係数を一定と仮定するため、速度が上がると Cd が急に下がる『抗力の危機(ドラッグクライシス)』を再現できません。