タバコの煙が渦を巻くのはなぜ？

タバコの煙は数cmのぼったところで
急に渦を巻くのはなぜか？という
宿題をだされてしまいました。
中学生にわかる程度で説明して
いただけるとうれしいです。

No.1 回答者： nozomi500 回答日時： 2004/08/27 23:07

「北半球では左巻き」という答えが予想されますが、これは間違いです。

台風みたいな規模が大きな渦でなければ自転の影響は受けません。

空気はじっとしていませんから、そこを無理に上昇気流で通り抜けようとすると、渦をまいたほうが安定します。（状況で右にも左にもなります）
止まった自転車が右にも左にもこけない、というのはかなり不安定な状況でしょう。
ちょっとのことでどっちかにかたむきます。上昇するうちにそれが増幅されていくんですね。

この回答へのお礼

自転車の例で感覚的には
理解できるのですが…
回答ありがとうございました。

お礼日時：2004/08/28 14:30

No.2 回答者： masa0000 回答日時： 2004/08/27 23:09

うーん　何でなんでしょうね？

と考えながら、ついタバコに火をつけてしまいました。

おそらく「対流」が関係しているのではないでしょうか。
最初は火で温められた煙はまっすぐ上に上ります。
しかし数cm上昇したところでまわりの空気に冷やされて、一部は上昇速度を緩めます。それが渦のようになるのではないでしょうか。

大きな爆発で起きる「キノコ雲」も同じ原理だと思いますが・・・

No.3 回答者： mogula 回答日時： 2004/08/28 11:51

多分、nozomi500さんのおっしゃるように

先生は、地球の自転の影響で北半球では左巻きになるという答えを準備していると思います。これは、コリオリの力といわれる見かけの力が働いているからですが、nozomi500さんの回答にあるように、この力は台風のような大規模なものにしか影響しません。

竜巻程度の大きさにも影響しないとされています。実際日本で観測される竜巻の15％前後は右巻きです。左巻きが多いのは偏西風等気象や地形の影響とされています。

ですから、それらに比べればミクロな視点になる煙草の煙に影響するはずがありません。なので、渦巻きの向きはランダムになるはずです。回りの環境によって、巻き方の方向に偏りはできると思いますが。

では、なぜ螺旋を巻くかというと、中学生にわかるようには難しいですね・・・。
基本的には、竜巻や低気圧に見て取れるように、上昇気流は回転することによってより安定する。という原理が働いているように思います。例えば、こまは回転していれば倒れずに、重心を高く持ち上げようとする現象と同じだと思います。

詳しくは、流体力学という学問分野になり、大学に入ってから学ぶようになります。

No.4 ベストアンサー 回答者： mogula 回答日時： 2004/08/28 11:53

連続ですみません。

この問題は、「化学」に属するものではなく、「物理」に属するものなので、一旦こちらの質問を締め切って改めて「物理」のカテゴリーで質問された方が回答が集まると思いますよ。

この回答へのお礼

「物理」のほうで質問をだしてみます。
ありがとうございました。

お礼日時：2004/08/28 14:14