解きます。

与えられたものと式

  • 直径 d=30 mm=0.03 md=30\,\mathrm{mm}=0.03\,\mathrm{m}
  • 速度 U=160 km/h=1603.6=44.44 m/sU=160\,\mathrm{km/h}=\frac{160}{3.6}=44.44\,\mathrm{m/s}
  • 空気密度 ρ=1.204 kg/m3\rho=1.204\,\mathrm{kg/m^3}
  • 抗力係数 CD=0.4C_D=0.4
  • 投影面積（球の正面）： S=πd24=π(0.03)24≈7.07×10−4 m2S = \frac{\pi d^2}{4} = \frac{\pi (0.03)^2}{4} \approx 7.07\times10^{-4}\,\mathrm{m^2}
  • 抗力の定義： CD=D0.5 ρ U2 S  ⇒  D=CD⋅12ρU2SC_D = \frac{D}{0.5\,\rho\,U^2\,S} \;\Rightarrow\; D = C_D \cdot \tfrac{1}{2}\rho U^2 S

計算

D=0.4×12×1.204×(44.44)2×7.07×10−4≈0.336 ND = 0.4 \times \tfrac{1}{2} \times 1.204 \times (44.44)^2 \times 7.07\times10^{-4} \approx 0.336\ \mathrm{N}

答え

④ 0.34 N 参考：技術士第一次試験－令和2年度機械部門Ⅲ-35解答例 | 技術士のたまご