車で光の速度を出すには何馬力あったら良いのか?

答えがない考察シリーズ

「バカなことをマジメに考える」という取り組みをしようと思う。

色々とアイデアは浮かんでいるが、まずは簡単に思い浮かんだものから。

ブガッティ・ヴェイロンを知らない読者さんは居ないだろうが、約1000馬力で約400km/h出るマシンだ。

じゃあ何馬力あれば、光の速さが出るの?

ということをちょっと検証するだけだ。

なお、当たり前過ぎる話であるが、道や空気抵抗による発熱、そもそもの実現可能性など、諸々のあれこれについては基本的に考慮しないものとする。

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そもそも光って、時速km/hなのか

目標を数値化できないとなにも始まらない。

便利な時代だ。便宜上、秒速30万kmとする。

ここはゆた◯ん式に行こう。

こんなことも自分で出来ないのかと情けなくなるが、とりあえず30万キロメートルは3億メートルであることを確認した。

答えが出たぞ。なんとかkm/hだ。ゼロが多すぎるし、コピーできない…

どうや10億8000万km/hらしい。

ここで思った。普通に「光 時速」で調べれば良かったじゃあないかと。

とりあえず、後のコピペ用に値を保持しておく。

「1079000000」「1,079,000,000」

ヴェイロン・ヴェイロンの馬力&最高速度差から雑に推定

ここでWikipediaから引用すると、「ヴェイロンは1001馬力で407km/h」とある。ここで問題となってくるのが、どうやらシロンについては「タイヤが耐えられないので最高速度の理論値を出せない」という問題である。

公称の最高速は420km/hとされているが、実際にはそれを上回るスピードを出すことも難しくないとされる。理論上は500km/hを超えることも可能とされるが、シロン専用のタイヤが新開発されてもなおそのスピードに耐えうるタイヤがないため実現できないとされていた[5]。しかし、2019年9月2日にプロトタイプによる最高速計測で306.5525mph(490.484km/h)を計測し[6][7]、ハイパーカー初の300mph超えを達成した[8]

Wikipedia:ブガッティ・シロン

知らぬ間に実測値で490.484km/hには到達したらしいが、今回はタイヤ性能は無視するため、理想的な参考元とは言えない。

ここでスピードテイルやGT-Rなど、色々な車種を調べてみたが「空気抵抗によって大きな違いが出る」という理由により、正確さを欠くと判断した。

じゃあどうするかと言うと、「SuperSport」なる存在を使うのだ。

調べてみたところ、どうやら1200馬力で431km/h出ているらしい。

諸々の違いはあるだろうが、少なくとも400km/hから上の世界では、24km/h足すのに200馬力必要ということ。

出した速度に比例して空気抵抗は大きくなるから、どうなってしまうのだろうか。

この方向から攻めて言っても徒労に終わりそうなので、別のアプローチを考える。

光の速度での空気抵抗の強さってどのくらいなの?

おそらく今回の検証は、「空気抵抗に打ち勝つだけの馬力」という話に帰着する。

物理という名の数学の計算をしていこうではないか。

ISUZUの公式サイトに、以下のような数式がある。

ヴェイロンベースに考えたいのだが、それをやるには投影面積と、空気抵抗係数(おそらくcd値)が不明である。

色々と調べてみたが、どうやらCd値は0.36であるようだ。

そして、不明なのが投影面積である。本当に不明なので横幅x全高と、正面から見た感じのサイズ感から、上手いこと推定するしか無さそうだ。

ここで、以下のようなものを見つけた。

ちなみにヴェイロンのサイズは、横幅1998mmに、全高1206mmだ。

少々雑ではあるが、推定に役に立ちそうだ。

ちなみにフロントタイヤも投影面積に含まれることは忘れないように。

また、この図にはミラーが含まれていない。

サイズをメートルに直して四捨五入すると、2メートルx1.2メートル=2.4平方メートルとなる。

さあ推定の時間だ。ヴェイロンの投影面積は、2.4m^2の箱の、具体的に何割なのだろうか??

どうせわからないので、適当に決める他あるまい。

なんとなく15%マイナスっぽい」ということと、キリが良いというクソみたいな理由で、2.0m^2に決定だ。

先ほどの数式をもう一度持ってくる。

「光の速度を出した際の空気抵抗)=0.36 x 2.0 x 1079000000」となりそうだ。

答えが出たぞ。

776880000Nだ。

400km/hでの空気抵抗について

ここで一旦、同様にして400km/hでの空気抵抗を求めておく。

(400km/hでの空気抵抗)=0.36 x 2.0 x 400

実に楽勝な計算である。

288Nと出た。

空気抵抗の差から馬力を求めてみる

「1000馬力で300N」なのだから、「x馬力で776880000N」となるのだろうか?

もしそうだとするならば、2,589,600,000馬力である。

約26億馬力ということらしい。

間違っている気がしてならない…

そもそも無視している係数が多すぎるのだ。

chatGPTが記述した歴史の説明のように、意味のない駄文を書いて恥を書いてしまったかもしれぬ…

まとめ

どうせ出ない正解より、答えのない問いに挑んでいく姿勢と思考習慣を大事にしようと思う。

間違っているのは確定だが、久しぶりに高校物理を思い出した。関数電卓買おうかな…

参考文献・サイト

教育機関や学会では「Wikipediaを参考文献に含めることは許さない」ようだが、私はそんなものを批准する気はないので容赦なく引用する。

ブガッティ・ヴェイロン - Wikipedia
光の速度を測れ! | キヤノンサイエンスラボ・キッズ | キヤノングローバル
古代の人々は、光の速度は無限大だと信じていました。光の速度を測ることを初めて考えたのはガリレオ(1564-1642)だと言われています。ガリレオの著書『新天文対話』には、光の速度を測る方法が書いてありますが、実際に速度を測ることはできません...
速度の換算
指定された速度の単位を他の単位系に変換します。(メートル毎秒 m/s ⇔ マッハ M ...等)
光のスピードはあまりに遅い、NASAの科学者が作った3つのアニメーション
アニメーションは、光のスピードがどれほど速いか(そして、どれほど遅いか)を示している。
ブガッティ・シロン - Wikipedia
空気抵抗を運動方程式から解析する | 高校生から味わう理論物理入門
大きさが速度に比例する力である「空気抵抗」の働く自由落下や放物運動を,運動方程式から考えて議論します。また,終端速度という概念についても説明します。
空気抵抗を受ける運動 ■わかりやすい高校物理の部屋■
車にかかる走行抵抗(4種類)の計算式 | AutoExe マツダ車チューニング&カスタマイズ
・転がり抵抗(N1)=転がり抵抗係数×(車両重量+乗員重量)×重力加速度 ・
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ものを運ぶ「商用車」と、動かす「ディーゼルエンジン」を開発、生産、販売し、世界中の豊かで快適な暮らし創りに貢献するいすゞ自動車の「省燃費・コスト削減」、「省燃費運転マニュアル(基礎知識編)」をご紹介。
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