この計算ツールでできること
このツールは、車両の出力と空力性能から「空気抵抗で決まる最高速度」を試算します。最高速度に達した状態では、エンジンが生み出すすべての出力が空気抵抗に打ち消されるため、それ以上は加速できません。エンジン出力と空気抵抗で消費される出力を釣り合わせることで、理論上の最高速度を求めることができます。
使い方
まず駆動輪での出力をワット（W）で入力します（1馬力 ≒ 746 W、1 kW = 1000 W）。次に空気密度（海面付近で約1.225 kg/m³）、空気抵抗係数（Cd値。乗用車では一般的に0.25〜0.35程度）、そして前面投影面積を平方メートルで入力します（乗用車でおおむね2.0〜2.5 m²）。計算結果は最高速度をkm/h・mph・m/sの3単位で表示します。
計算式の解説
空気抵抗力は \( F = \tfrac{1}{2}\cdot\rho\cdot C_d\cdot A\cdot v^2 \) で表されます。これに打ち勝つために必要な出力は \( P = F\cdot v = \tfrac{1}{2}\cdot\rho\cdot C_d\cdot A\cdot v^3 \) となります。これを利用可能な出力と等しいと置いて \(v\) について解くと、次の式が得られます。
$$ v = \sqrt[3]{\dfrac{P}{\tfrac{1}{2}\cdot\rho\cdot C_d\cdot A}} $$
3乗根の関係になっているため、最高速度を2倍にするにはおよそ8倍の出力が必要になる、という理由もこの式から理解できます。
計算例
一般的な乗用車を想定します。\( P = 150{,}000\ \text{W} \)、\( \rho = 1.225\ \text{kg/m}^3 \)、\( C_d = 0.30 \)、\( A = 2.2\ \text{m}^2 \)。分母は $$ 0.5 \times 1.225 \times 0.30 \times 2.2 = 0.40425 $$ となります。よって $$ v = \sqrt[3]{\dfrac{150000}{0.40425}} = \sqrt[3]{371{,}057} \approx 71.86\ \text{m/s} $$ となり、これは約258.7 km/h（≒160.7 mph）に相当します。
よくある質問
実際の最高速度がこれより低いのはなぜ？ 実車では転がり抵抗や駆動系のロス、ギア比による回転数の頭打ちなどでも出力が失われます。そのため実際の最高速度は、この空力上の上限値を下回るのが普通です。
入力する出力はどの値を使えばいい？ もっとも現実に近い結果を得るには、駆動輪での出力を入力してください。クランク（エンジン単体）の出力では駆動系のロスが反映されず、結果が過大になります。
どんな単位でも使える？ 物理法則自体はどの単位系でも成り立ちます。入力をSI単位（W、kg/m³、m²）でそろえれば、出力は正しい値になります。
