A 回答 (3件)
- 最新から表示
- 回答順に表示
No.1
- 回答日時:
発泡スチロールは剛体ではないんですが、とりあえず剛体と仮定すると
その「飛び出すための力」は「浮力」に比例しますよね。
「浮力」は剛体ならどの深さでも一定ですから、浮上する距離に比例
して加速は付きますが、当然距離に比例して水の抵抗も受けます。
この「水の抵抗」により、浮上時の速度はある一定以上にはならない
と思います。
あとは、「実際にはボール内部に水が入ったり、圧力でサイズが変わっ
たりして、深度による浮力が一定ではない」という当たりの問題では
ないかと思います。
ぱっと思いついたのはこの辺です。
No.2
- 回答日時:
素人考えです。
ボールより浅い位置では浮き上がる勢いはそがれますから論外として。
発泡スチロールは軽いので、浮き上がる勢いで水の抵抗を受けてふらつき、浮き上がる速度が劣ることが考えられます。
また、水圧でしぼんで浮力が少なくなる可能性が有りますが、浮き上がって水圧が無くなる早さに元に戻る早さが追いつけない。
試しに、球の表面をコーティングして水の抵抗を減らすとか、発泡スチロールの形をロケットのように変えて実験してみませんか。
また、水圧で浮力が少なくなることを試すために、同じ大きさの発泡スチロールの片方を手で圧縮して、同じ深さから浮き上がらせるなどの実験も面白そうです。
No.3
- 回答日時:
面白い実験ですね。
原子力潜水艦は水中からポラリスミサイルを発射します。
米国海軍研究所からお呼びがかかるかもしれません。
冗談はさておき、水の密度は一定なので、それぞれのボールには
ボールの体積が押しのけた水の重量が浮力として働きます。
つまり、各ボールにはその質量に比例した上向きの力を受けます。
ボールの上向きの速度は時間とともに増大して無限大となる筈です。
しかし、ご承知のとおり水の抵抗のため一定速度に落ち着きます。
この実験の場合、時間が短いのでおそらく一定速度に達する前に
水面に到達するので深くもぐらせた方が上昇速度は大きいl。
このことはボールの頭が水面に到達するまでの話です。
しかし、実験結果は一番浅くもぐらせたボールが水面から完全に浮き出した時、
つまりボールの底が水面上に到達したときの上昇速度が最大です。
ボールの頭が水面に到達してから、ボールの底が水面上になるまで、
つまりボールの一部が空中、残りが水中にあるときの運動については
米国海軍省にでも聞かないと分かりません。
仮説
ボールが空中に頭をのぞかせるとき、下からその質量に大略比例した浮力を受けて
上に押し上げられますが、速度に比例した水の摩擦抵抗が非常に大きいため、上昇
速度が小さい時の方が結果的に空中での上昇速度が大きくなる。
仮説の検証
スチロールのボールであれば大きさに関係なく浅くもぐらせた方が空中での速度が大きい。
水の摩擦(粘度)と浮力の相対関係でたまたまこうなっただけで、他のボールについて
成立する保証はない。
極端に大きいか小さいスチロールのボールについて成立する保証はない。
スチロールの表面に塗装をしてなめらかに仕上げると、深い方が高く跳びあがる可能性
がある。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- バスケットボール バスケ 普通のNBAだとボールも小さくてリングも低くてプレイしにくい選手が結構いるようです。身長40 2 2022/09/30 00:02
- 政治 日本は弾薬庫潜水艦を建造するべきですよね? 7 2022/09/08 16:57
- 家具・インテリア IKEAで買ったゲーミングチェアの座面の高さが一番低くしても少し高いのでキャスターを交換して調整しよ 2 2023/03/09 19:06
- 政治 自衛隊の対潜哨戒機P-1には、対空ミサイル防御システム「パルティア」を装備するべきですね? 6 2022/09/12 04:41
- 物理学 広島に原爆が落ちたとき、もし地下や水中にいたら無傷で生き残れましたか? 8 2023/01/29 08:18
- 学校 先生とどっちが正しいですか? 10 2022/11/10 08:04
- 泌尿器・肛門の病気 大腸がん検査 8 2023/04/08 08:58
- その他(病気・怪我・症状) コロナに関して質問です。 2週間後に重要な事があり、仮に参加出来ないような事態、つまりは微熱、体調不 1 2022/05/01 19:05
- 高校 鉛直投げ上げの問題 3 2022/11/24 22:29
- 政治 日本はウクライナに1兆円ほど渡して、三船殉難事件の仇を取ってもらうべきですよね? 4 2022/08/14 07:46
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
人体が水面に落下する場合、生...
-
大きさの違いによる球の転がる...
-
ジェットコースターとバンジー...
-
空に向かって撃った弾の行方を...
-
等速直線運動の具体例なのですが
-
自然落下と自由落下は違いを教...
-
物理の問題です。わかる方教え...
-
物理学の大砲の弾の飛距離の計...
-
空気抵抗の求めるにはF=kv^2を...
-
エレベーターの落下時の人間
-
前方に走っている車に野球ボー...
-
自由落下
-
質量の違いによる落下速度の違...
-
物理の問題で解ける方お願いし...
-
走行中の電車でボールを射出したら
-
重さの違いによる転がる速さ
-
雨は上空何メートルから降り何...
-
どのストレージが一番高い所か...
-
高さ490mのタワーから1kgの物体...
-
位置エネルギーの基準
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
人体が水面に落下する場合、生...
-
80kgの人が高さ20mから...
-
どのストレージが一番高い所か...
-
ジェットコースターとバンジー...
-
ピッチャーのボールの速度と打...
-
自然落下と自由落下は違いを教...
-
エレベーターの落下時の人間
-
空気抵抗の求めるにはF=kv^2を...
-
衝撃重量
-
高さ10mから飛び降りた時
-
空から落ちている人を助ける方...
-
走行中のトラックからボールを...
-
大きさの違いによる球の転がる...
-
減速している電車の中でボール...
-
引っ張り荷重の計算を教えてく...
-
水中での自由落下
-
5Kgのものを20mから落とすと
-
気象物理学?
-
自由落下
-
アリを屋上から落としたら・・・
おすすめ情報