手芸屋さんで買った発砲スチロールのボールを手で持って水に潜らせ、手を離してボールが水面からとび出した最も高い位置の高さをはかるという実験をしました。
買ってきたままの表面がつるつるの発泡スチロールのボールと、表面を紙やすりでやすってざらざらにした発泡スチロールのボールを同じ深さで潜らせて手を離すと、表面がつるつるな方がよくとびました。このときのボールの大きさは5cmでどっちもほぼ同じです。
表面がつるつるなボールを深さ5cmのところまで潜らせたときは水面から11.1cm、深さ10cmまで潜らせると10.4cmのところまでとび上がりました。ざらざらのボールだと深さ5cmで9.0cm、深さ10cmではとび上がらず水面を横すべりするだけでした。(すべて20回やった平均)
なぜ、つるつるなボールのほうがよくとび、ざらざらなボールは深さ10cmのところからはとび上がらなかったのでしょうか。教えて下さい。
A 回答 (3件)
- 最新から表示
- 回答順に表示
No.3
- 回答日時:
水面に茶筒を立てて水面を移動させてみてください
後ろ側の水面に右左交互に渦ができるはずです
この渦は水面だけでなく水中の物体にも発生するのです
この渦がどこでできてどこで消えるかで物体の運動が違ってきます
いろいろは深さで実験してみればいいです
それにしてもいいところに目をつけましたね
あなたは科学者だ (T▽T)アハハ
No.2
- 回答日時:
水の中での運動は複雑です。
面白いことをやっておられると思いますが内容は難しいです。
発泡スチロールは軽い(密度が小さい)ですからわずかな影響も大きく結果に響いてきます。
水の抵抗も表面の状態によるものだけではありません。
速さにも関係します。形にも関係します。
直径が5cmだと缶コーヒーの缶ぐらいですね。
お風呂の中で缶を手に持って横に動かしてみてください。
波が出来ます。
缶の前で出来る波、後ろで出来るで形が違います。
少しの速さの違いで波の形が変わります。
後ろの三角の波(船の通った後に出来る形の波)ができるところから急に抵抗は大きくなります。
ボートは円形ではありませんね。いわゆる「流線型」と言われる形をしていますね。円形では渦が出来やすいです。
船の抵抗のほとんどは粘性抵抗ではなくて造波抵抗です。
冬、風が強いと電線がうなります。電線の断面は丸いです。
右左で交互に渦が出来て振動します。水の中で丸い棒を動かしても同じ渦が出来ます。
水面で起こる間にと水中で起こる波とは同じではありませんがイメージは取れるのではないでしょうか。
発泡スチロール球を深く沈めた離すと必ず横揺れが入った運動をしながら浮き上がっていくはずです。
表面がざらざらだとこの横ずれの揺らぎに表面抵抗による回転が入ってくるのだと思います。野球のボールで言うと変化球を投げたようになります。横にそれてしまう運動が強く出ると水面に沿った運動で終わってしまいます。
ペットボトルで同じようなことをやってみてください。
似たような状況だと思うかもしれませんがかなり違いも出てくるはずです。500mLなら手ごろでしょう。姿勢を安定させるために少し水を入れます。
発泡スチロール球よりは高く上がると思います。10cmなんてものではないはずです。
水を入れたペットボトルの方が密度は大きいですから違いは抵抗によるものです。
浮力だけが働いていて抵抗がないとしたとき、発泡球にどれくらいの加速度が生じるかは計算できます。その加速度で深さ5cmからスタートしたとすると水面からの飛び出しの速さはいくらになるかも計算できます。上がった高さが10cmというのは言うのはそれから予想される値に比べて極端に小さいです。
空気中での抵抗もかなり大きいのです。
ビー玉を投げるのと発泡球を投げるのとでは極端な違いがあるというのがわかります。
空気中の抵抗を調べるのも必要です。水の中での抵抗はそれよりもずっと大きいのです。
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
- 卓球 下回転サーブの打ち方 2 2022/09/07 01:17
- 物理学 高校生 物理 2 2023/07/26 06:07
- 物理学 高校生 物理 1 2023/07/26 06:37
- 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
- その他(暮らし・生活・行事) 警察に相談しようか悩む騒音トラブル 6 2023/03/13 18:56
- その他(スポーツ) ソフトボールをしてるんですけどランナーがいる時に自分の方へ飛んできたとき(レフト)どこにボールを投げ 1 2022/05/07 21:23
- ゴルフ ゴルフのショットをする前には、少なくとも打つ動作をする必要が有りますが、 その動作にどうやって自分の 2 2023/07/15 16:07
- 物理学 高校生 物理 1 2023/07/26 07:44
- バレーボール バレーボールのサーブが飛ばないし痛いです… 私はバレー部に入ってるとかではないんですけどよく遊びとし 1 2022/07/19 13:32
- ゴミ出し・リサイクル Mac買取について。付属の箱が入りません 1 2022/08/06 17:00
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
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
おすすめ情報