【Unityで物理】空気抵抗による物の落下速度をかんたんに再現してみた【重量や断面積を考慮したコード】

Unityは仮想の遊び場であり、実験場です。

しかし、デフォルトのワールド空間は地球と同等の状況ではありません。

例えば、空気抵抗はありません。

どんな形状のモノ、どんな重さのモノを落下させても、落下速度は同じです。

本記事では、

それを少し現実の挙動にするために、空気抵抗を適用させてみます。

■参考になった記事がこちら

↑の記事にあるコードは、

F=-kv Fは物体に及ぼす空気抵抗の抗力、vは物体の移動速度、kは空気抵抗係数(>0)

重量によって、速度vは異なるので、
その結果、空気抵抗の強さが変わる式です。

重量が重いものほど、抵抗が弱くなるような力がはたらく処理ということでしょうか・・・？

通常、速度が上がるほど、空気抵抗は強くなるはず。
こちらの記事によると、
Unityのrigidbody.velocityは次の項式で決まるようです。

rigidbody.AddForce(Vector3.forward * 0.1f, ForceMode.Force); は rigidbody.velocity += (Vector3.forward * 0.1f) * Time.fixedDeltaTime / rigidbody.mass; と等価のようです。

rigidbody.velocityに関しては
AddForceしても、重量が重いほど、速度の増加は小さいということですね^^;

つまり、速度vが遅くなるほど、
抵抗F＝-kvは、負→0に近づき、速度の反対方向に加わる力が小さくなります。
結果、早く落ちます。

コードを転載させていただくと、次の通り。

このスクリプトをオブジェクトにアタッチし、
coefficientに適当な正の値を入れると
”重量が重いほど落下が早い”という結果が得られます。

using UnityEngine;
using System.Collections;

public class AirResistance : MonoBehaviour {
    public float coefficient;   // 空気抵抗係数

	void FixedUpdate() {
	    // 空気抵抗を与える
        rigidbody.AddForce(-coefficient * rigidbody.velocity);
	}
}

rigidbody.AddForce(0, 0, 0, ForceMode.Force)が通常の記述ですが、
要素が１つなので、全3軸にこの反対方向への力（抵抗）が加わります。

重いとvelocityが小さい →　速度の反対にかかる力が小さくなる　→　落下速度の減速が小さい

なんだかこんがらがりそうですね。

しかし、これは厳密ではなく、
弾丸などの高速で動くモノは、次の項式で空気抵抗を実装せよ、とありました。