鞭でソニックブームは可能？

鞭でソニックブームを起こす（音速を超える）ことは本当に可能なのでしょうか？

No.1 回答者： ojisan7 回答日時： 2008/09/27 20:00

私も以前、そのような話を聞いたことがありました。

そのときは、「そんなこともあるのかな」と思っていましたが、よく考えると、そんなことは起こりようもないことが分かります。下記サイトを見れば不可能だということが納得できます。
巷には、このような、迷信やガセ情報があふれています。科学的にものを考える習慣のない人たちは（私も含めて）、すぐだまされてしまいがちです。そのような話には、お互いに注意したいものです。
つい先だっても、「湿度の高い日に、遠くの景色が近くに見える（ように感ずる）のは、水蒸気が凸レンズの効果を及ぼしているからだ」という話を聞きました。これもまゆつばな話ですよね。

参考URL：http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question …

No.2 回答者： Scull 回答日時： 2008/09/27 23:42

一言で言えば「不可能」です。

簡単に言えば、「人の腕力はそれほど強くない」のです。どれほど屁理屈をこねようが、物理的に言えば「何もない所からエネルギーが生み出される事はない」訳で、人体では「そもそもそれだけのエネルギーを生み出す能力がない」のです。

ちょっとばかり鞭を振って、先端があっという間に音速を超えるのであれば、人力飛行機は工夫さえすれば超音速飛行が出来て不思議がない事になります。それだけのポテンシャルを人の筋力は持っている事になりますから。

実際には不可能です。ただ、「可能だ」と主張する人は実験してみればいい。鞭の先端速度を実験的に計測する事は可能ですから、実験データと合わせて「先端が音速を超える事」を証明できるはず。

No.3 回答者： debukuro 回答日時： 2008/09/28 10:59

もし出来たら人力で拳銃の弾を飛ばすことが出来ますね

そうすれば音がしない

No.4 回答者： mauchi 回答日時： 2008/09/28 11:39

なんか不可能だ、という意見ばかりですが。

長い鞭を振ったときに出る音は何かにぶつからなくても
音が出るので、先端が音速を超えた証拠だ。
といった話を聞いたことがあるのですが、

あれはガセだったのか？

この回答へのお礼

ご回答、ありがとうございました。

お礼日時：2008/10/03 10:31

No.5 回答者： angel_7 回答日時： 2008/09/28 12:48

「鞭で音速を超える」なんていう話があるなんて、この質問で初めて知りました。

驚いています。
例えば、YouTubeなんかに音速飛行とか、音速超えの画像があります。
No1さんやNo2さんの回答に懐疑的な思いを抱かれたとしても、それをご覧になれば、納得できるのではないかと思います。音速超えとはどのようなものか、実感として知ることができます。

なお、音速は約３４０ｍ／ｓｅｃです。新幹線が２５０ｋｍ／ｈで走行していたとすると、秒速では７０ｍ／ｓｅｃで、音速の約１／５です。

この回答へのお礼

ご回答、ありがとうございました。

お礼日時：2008/10/03 10:30

No.6 回答者： sparrow32h 回答日時： 2008/09/28 18:51

論より証拠、鞭の先端から衝撃波が発生している写真がありますね。

時間間隔と長さのスケールが入っていれば完璧だったのですが。

参考URL：http://www.engineering-eye.com/rpt/shockwave/01_ …

No.7 回答者： boson 回答日時： 2008/09/28 18:53

音速を超えることは可能です。

それが可能となるように作られた鞭は、握りに近い部分が太く(単位長さあたりの質量が大きく)
先端に行くにしたがって細く（単位長さあたりの質量が小さく）なるように作られています。

鞭を一振りして横波パルス波が鞭を進行するモデルで考えます。

例えば、
鞭が握りに近いところ10cmあたり200g (=M)
先端に近いところは10cmあたり0.5g (=m)
でできていたとします。

鞭の微小体積（10cmぐらいの区間）が鞭の長さ方向と垂直方向に
移動する（振れの）速度（←鞭を伝わるパルス波の伝播速度ではなくて）
を握りに近いところをV、先端に近いところをvとしますと、

エネルギー保存則より
(1/2)・M・V^2＝(1/2)・m・v^2
ですので、
V＝v・√(m/M)
となりますので
先端部が音速になるとすれば
v=340m/s
より、
握りは17m/sで振れば良いことになります。

先端部は革ではなくもっと軽いもので作るようですので
握りを振るスピードはもっと遅くて良いはずです。


愛知物理サークルの「例会の記録」によりますと
http://www2.hamajima.co.jp/ikiikiwakuwaku/record …
このように作られた鞭の先端を高速度撮影した写真が

「衝撃波のおはなし」高山 和喜 (著) 日本規格協会
http://www.amazon.co.jp/dp/4542901637/

に掲載されているそうですので、
ご覧になってはいかがでしょうか？

No.8 回答者： Scull 回答日時： 2008/09/28 19:19

なるほど、極めて「特殊な条件」を整える必要はある訳ですね。

特殊な条件さえ整えれば、先端が音速を超える事だけは可能、と。

わかりました。
しかしこれは「一般的な鞭の話には還元できません」ね。「先端が音速を超える為に作られた特殊な鞭が必要」なのですから。

私の人力飛行機の話で言えば、極端に特殊な音速を超える為だけに作られた飛行機を持ち出して「どうだ超える事が出来ただろう」と自慢する様な話ですね。

条件付きであるのであれば、その条件付きである事をはっきり書かなければ、オカルト好きに誤解を与えます。

質問者さんは特殊な条件が必要かどうかについては質問されていないのですから、ちょっと「誤解を与え易い回答」なのでは？

ただ、条件さえ整えれば、という条件付きとはいえ可能である、と言う事は勉強になりました。ありがとうございます。

この回答へのお礼

こちらも回答、ありがとうございました。

お礼日時：2008/10/03 10:29

No.9 回答者： boson 回答日時： 2008/09/28 19:51

下記回答に

>なるほど、極めて「特殊な条件」を整える必要はある訳ですね。

とありますが、先端が音速を超えるように作られた鞭の例を挙げますと

wikipediaの「鞭」
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9E%AD

の項に写真が上げられている
「鞭のひとつ『牛追い鞭』」
がそれとして挙げられます。

この鞭が「特殊なもの」であるか否かは主観によります。

No.10 回答者： ojisan7 回答日時： 2008/09/28 21:49

ちょっと信じられないですが、音速を超えることは可能でしょうか。

エネルギー保存則より
(1/2)・M・V^2＝(1/2)・m・v^2
となることから、
V＝v・√(m/M)
が成り立つようですが、これは真空中の場合ですよね。
空気がない場合には、手元の動きが鞭の先端で増幅され
て音速？(340m/s)を超えることも可能でしょう。でも、
真空中では衝撃波は発生しませんよね。

空気がある場合には、どうでしょう。鞭の先端は、空気抵
抗のため手元の動きに追随できないのではないでしょうか。
鞭の先端の空気抵抗を減らす工夫がないと音速の壁を超える
ことは不可能のように思えるのですが・・・
実際の鞭の写真を見ると、鞭の先端は、かえって空気抵抗
の大きそうな「ふさ」がついているようです。

わたしは、「むち」が衝撃波を発生することを否定するのではなく
ただ、「むち」が音速を超えることが疑わしいということを言いた
いのです。

この回答へのお礼

ご回答、ありがとうございました。

お礼日時：2008/10/03 10:28