終端速度(しゅうたんそくど)とは?
重力と空気抵抗がつり合い、速度が一定になる(これ以上加速しない)速度のことを
終端速度と呼びます。
空気中の粒子の振る舞いを考える時、粒子の大きさと落下速度の関係を知っておくことはとても重要です。
物が落下する場合のことを考えてみましょう。
落下速度が速くなるにつれて空気抵抗は大きくなりますね。
粒子に上向きの力を及ぼす抵抗力および浮力と、下向きの重力がつり合い一定の速度に達すると、その後の速度は変化せず一定になります。
終端速度(しゅうたんそくど)は、終末速度、終末沈降速度などとも呼ばれます。
粒子が大きくなるほど、終端速度は速く、終端速度に達する時間は長くなります。
参考までに、2mの高さから落下して床に到達する時間は、粒子の大きさでどの程度違うか計算してみましょう。
粒子の大きさ 100µmだと 終端速度 250mm/秒
床に落ちるまでの時間は 8秒
粒子の大きさ 10µmだと 終端速度 3mm/秒
床に落ちるまでの時間は 11分
こんなに違うんですね!
気流や歩行の影響がなければ、10µm以上の粒子は10分程度で2mの高さに飛散している粒子まで床面に落ちるということです。