縦型の風車で風を切る羽が縦に付いているものです。
なぜあんな形の風車が回るのか不思議です。自己起動しないという特性は当然納得できるのですが。

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A 回答 (4件)

ダリウス風車は風車の中でも垂直軸型、そして揚力型に分類される風車です。


その特徴として、翼が円弧状に曲がっていて回転主軸の上端と下端で固定されています。この曲線はちょうど縄跳びの縄の軌道と同じで、回転によって生じる遠心力を(曲げ力ではなく)引っ張り力によって支え、材料への負荷を抑える構造になっています。

回転原理ですが、上記したように揚力型に分類されますので 翼に働く「揚力」によって回転します。
(補足情報として、航空機などに用いる「翼」には「揚力」と「抗力」2つの力が働きます。揚力は風が吹いてくる方向に対して90度の角度で生じる力、抗力は風の方向と同じ向きに生じる力の事です。実際、翼に働く力の向きは(飛行機の場合)上向きのやや風下向き・・・といったところですが、これを風の吹いてくる向きとその直角方向に分力したのが「揚力」「抗力」です。)
前もって述べておきますが、この回転原理は非常に難しいです。
難しい理由も添えて、なるべく分かるように説明します。

まず、なぜ回るかという話ですが、これは絵を描いて説明しないとわからないと思います。 
まず、紙に大きく円を書いてください。上から見たダリウス風車です。
次に中心からYの字の様に120°ずつ線を引いてください。
この線とさっきの円が交わったところに翼があるとします。
この時風車の回転の方向を反時計回りとします。
ですから、この交点のところに反時計回りに進む流線型を書いてください。
それが翼型です。飛行機の翼型を知っている人もただの上下対称の流線型を書いてください。
このとき、風が左から右に向かって吹いているとします。

それではこれから揚力を書き込んでもらいます。
風に対して直角の方向に発生するのが揚力です。書けましたか?
右肩にいる翼は上向きの矢印が入ります。
左肩にいる翼は下向きの矢印です。
真下にいる翼は風に対して角度がないので、ただの逆さ向きの流線型です。揚力は発生しません。

なんとなく分かりますか? こんな感じです。

難しいと述べたのは、翼と風の角度が常に変化していて、発生する揚力も常に変化しているから。
また、回転すると翼も回転に伴って速度を持つので、風に対する角度が更に変化します。非常に面倒な原理を持ってます。
流線型の翼を書いてもらったのは翼の上面も下面も同じように使用するからです。翼は風との角度によって生じる揚力が変わりますが、角度によって「失速」という現象も起こります。失速については省略しますが、1周のうちにこれらが目まぐるしく変化するので、とても難しいです。

しかし効率はなかなか良く、プロペラ風車に次ぐ性能を持っています。
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ダリウス風車の羽の断面積を見てみるとストリームラインといって最も抵抗の小さい形になっていると思います。


この風車の原理とは、お玉を四個くっつけたような風車の原理と同じなのではないでしょうか。
膨らんだ方の抵抗とへこんだ方の抵抗に差があるために回転する力が生まれるお玉の風車と同じように、ストリームラインの丸い方と尖った方に抵抗の差があるために、回転するのではないかと思います。
ダリウス風車の場合、全体の抵抗が小さいために、より高回転で回ることが出来るのではないかと考えられます。
以上全て推測で恐縮ですが、そう的はずれでもないと思います。
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補足見ました。



なぜ回るか。それは羽根がどのように固定されていて、回転軸がどこにあるかで変わるでしょう。
ヘリのローターを例えに出したのは単純に形が似てるからってことで他意はないです。

実際の風車は垂直に立った軸を中心にしか動けないわけですから、羽根に対して何らかの力が加わった場合は回るしかないんですね。
実際の風車も羽根が上下する仕組みが有るんでしょうか?

参考URL:http://www02.so-net.ne.jp/~earth-d/ecodata/dariu …
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その名前は良く知らないんですが、縦型の風車ってことで多分ヘリコプターのローターが折れちゃったみたいな形のやつですよね?



何で飛行機が飛ぶんでしょう?なんでヘリコプターが飛ぶのでしょう?
その辺考えるとなんとなく判ると思うんですけど、原理は一緒だと思います。
風車の羽根の断面が飛行機の翼と同じ形になっていると思います。そこに風があたることで羽根の両面の気圧が変化して、羽根は変化を無くす方向に動こうとするわけです。
航空機はその変化を自力(ジェット推進力や回転)で作ることで浮力(変化を無くす方向)を得るわけですね。

確かこの風車だと、どの方向からの風でも回るんでしたよね。

この回答への補足

形を折れたローターに例えてもいいのですが、この羽に風が当たって働く揚力は折れた羽を伸ばそうとする方向に働き、回転にはつながらないと思うのです。これでなぜ回るんでしょうか。

補足日時:2000/08/31 17:05
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Aベストアンサー

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よって、ペットボトルからコップに注いだ水の量だけ、ペットボトル内に真空の空間ができるのではないかと考えます。

なお、上記はペットボトルの傾きを一定に保った状態で水を注いでいる間だけの話とします。(フタを閉めたりといった注ぎ終わった後の動作は含まない)。

理論上、ペットボトルの水をコップに注ぐ際、ペットボトル内に空気を入れずに注ぐことが可能かどうか教えてください。

不可能な場合は、その理由を教えて下さい。

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Aベストアンサー

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>、ペットボトル入りの水を購入する。
この時点で、頭の方には気体の部分があると思います。
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>ペットボトルからコップに水を注いでいる間は、常にペットボトルの口から水が流れ出ているので、
>ペットボトルの口は常に水でふさがれており、ペットボトル内に空気が入る余地は無いと考えます。
これは、そのままでは不可能だと思います。
水が減る体積分だけ、どこからか補わないと水が出ていきません。
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>Vceがもっと低い電圧で鋭く立ち上がると思うんですが

電流増幅率の小さいトランジスタの場合、活性領域(Ic が Vce によらず一定となる部分)でのコレクタ電流がもともと小さいので、飽和領域(Ic が Vce に比例して増える部分)の傾斜は当然小さくなります。普通、飽和領域の抵抗(Vce/Ic)は10Ω程度ですが、このトランジスタは100Ωと大きいようです。飽和領域の幅(Vceの幅)が大きいのは、そのトランジスタが増幅できる電流の限界に近づいているからだと思います( ib が大きいほど飽和領域が広くなってくる)。以下に書きましたが、実験のコレクタ電流 Ic の範囲で、電流増幅率が Ic とともに低下しているので、特性の上限に近い部分で動作しているものと思われます。実験で使ったトランジスタの型番が分かれば正常かどうか分かると思いますが、これだけでは何とも判断しかねます。ただ、添付図(http://hmw3.ee.ous.ac.jp/tran.bmp)を見たろ、気づいた点が2つあります。

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Vc が小さい領域では電流増幅率が下がってくるので、Ic-Vce特性は原点(Ic = 0、Vce = 0) を通る直線状になりますが、緩やかに下がるので特性が重なることはないはずです。重なるというのは ib を増やしても Ic が増えない → 電流増幅率がゼロ?

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     ib = 600uA のとき Ic = 17mA → Ic/ib = 28
2SC1815などの小信号用トランジスタは、Vce が10Vと高ければ、広範囲の Ic にわたって電流増幅率が一定です。資料 [1] にある 2SC1815 の hfe-Ic 特性のように、Ic = 0.1mA~100mA まで hfe はほぼ一定です。ただ、高耐圧トランジスタは、Ic の増加と共に hfe が下がる傾向があります。資料 [2] にある 2SC3138 の hfe-Ic 特性は Ic が 15mA を超えると hfe が急減します。これは同ページの上にある Ic-Vce特性からも分かるように、上側ほど特性がつまってきています( ib を増やしてもそれに比例して Ic が増えない)。実験で使ったトランジスタがどういうものか分かりませんが、高耐圧用(Vcboが150V以上)ならばそういう傾向があるかもしれません。

[1] 2SC1815データシート(2ページ hfe-Ic特性) http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ja/Transistor/2SC1815_ja_datasheet_071101.pdf
[2] 2SC3138データシート(3ページ hfe-Ic特性) http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ja/Transistor/2SC3138_ja_datasheet_071101.pdf

>Vceがもっと低い電圧で鋭く立ち上がると思うんですが

電流増幅率の小さいトランジスタの場合、活性領域(Ic が Vce によらず一定となる部分)でのコレクタ電流がもともと小さいので、飽和領域(Ic が Vce に比例して増える部分)の傾斜は当然小さくなります。普通、飽和領域の抵抗(Vce/Ic)は10Ω程度ですが、このトランジスタは100Ωと大きいようです。飽和領域の幅(Vceの幅)が大きいのは、そのトランジスタが増幅できる電流の限界に近づいているからだと思います( ib が大きいほど飽和領域が広くなってく...続きを読む

Qペットボトルの違いについて

ペットボトルについて質問です。
ペットボトルにはお茶などに使われる普通のペットボトルの他に、炭酸専用、ホット専用など内容物によって専用ボトルが使われていますよね?
これらのペットボトルは、普通のペットボトルに比べて原料や製造工程でどのような違いがあるのでしょうか?よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

ペットボトルの種類ですが、本体が円形のものと角型のものがありますよね?
中身の製造工程で充填の際、水やジュースなどの冷たい物を入れるもの、お茶などの熱いものを入れる場合(耐熱ボトル)と炭酸飲料(耐圧ボトル)果汁や乳成分の入ってるソーダ類を入れるもの(耐熱圧ボトル)コーヒーやミルクティなど、常温で保存するために無菌室での使用するものなどがあったかと思います。

耐熱ボトルは中身が冷めてへこまないように、丈夫にできています。
角型ででこぼこが多いのはそのためです。
耐圧ボトルは炭酸の力などで破裂したり変形しないように底の部分などに工夫がされています。
ちょっと昔の炭酸の1.5Lボトルなんかは底の部分の保護のために別のカバーのようなお皿がついたものがありましたが、ボトルの進化でなくてもいいようになったそうです。なので最近は底にカバーのようなお皿がないんです。

ペットボトルの口の部分が透明で本体とおなじものは基本的に熱に弱いです。
口の部分が白いものやオレンジ色(キャップとおなじもの)は基本的に熱に強いです。

ミネラルウォーターの容器って中身がなくなったらかなりやわらかいんですが、あったかい飲める程度のお茶を入れても溶けて変形します。
いちばん弱いペットボトルだと思います。

家で作ったお茶など完全に冷えてない状態で入れる場合は、ボトルの口が色の付いてるもので角型を使ってください。
ちょっと熱いと溶けたり変形しちゃいます。
冷凍庫で凍らせる場合は耐圧ボトルのほうがいいですね。
凍らせる時間が長いとどんなボトルでも変形します。
本当は缶飲料とおなじく、凍らせてはいけないみたいなんですけどね。

こんな説明でわかっていただけたでしょうか?

こんにちは。

ペットボトルの種類ですが、本体が円形のものと角型のものがありますよね?
中身の製造工程で充填の際、水やジュースなどの冷たい物を入れるもの、お茶などの熱いものを入れる場合(耐熱ボトル)と炭酸飲料(耐圧ボトル)果汁や乳成分の入ってるソーダ類を入れるもの(耐熱圧ボトル)コーヒーやミルクティなど、常温で保存するために無菌室での使用するものなどがあったかと思います。

耐熱ボトルは中身が冷めてへこまないように、丈夫にできています。
角型ででこぼこが多いのはそのためで...続きを読む

Q周波数応答のオープン特性とクローズ特性について

周波数応答のオープン特性とクローズ特性について質問です。
クローズ特性のゲインが落ち始めた後の傾きは、オープン特性の傾きと同じになるものだと思っていたのですが、異なる傾きの特性となってしまいました。
どうしてこのようになるかわかりません。
この場合、気にしなくてもよいのでしょうか?
それとも、どこか設計ミスがあるのでしょうか?

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

両者特性グラフをを重ねてください。同じはずですよ。閉回路ゲイン低下後の10倍周波数後はどうですか?
低域周波数でのゲインは違いますが、回路ゲインが同じになり、その後の低下傾斜は同じはずです。
厳密に言えば違いますが、簡単に言えば、ゲイン低下開始後は、帰還回路が無いのと同じになるということです。
開放ゲイン特性及びゲイン低下開始以降の特性は帰還回路以外の、元の回路定数解析が必要です。

Qアメリカ人的ペットボトルの分別方法について。

アメリカ人的ペットボトルの分別方法について。

海外、特にアメリカのリサイクルボックスの表記について質問です。

ボトルボックス、カンボックスがありました。

ペットボトルをボトルボックスに入れたら怒られます。どうもアメリカのボトルはビンのことのようです。

アメリカではペットボトルはどこのリサイクルボックスに入れるのでしょう?

別にペットボトルボックスというのがあるんでしょうか?

ボトルボックスとカンボックスしかなかった場合、ペットボトルはどっちに捨てたらいいですか?

Aベストアンサー

アメリカのどちらにいらっしゃいました?

アメリカ人は基本的にリサイクルしない生物だと思うけど、するところはします。リサイクル施設がある場所でもビンとカンのほかはプラスチックぐらいです。子供のころうちはよく分別していましたが、プラスチックといってもペットボトルみたいな透明なものしか受け取らなかったのでそれ以外のをいつも普通のごみとして捨てていました。

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QA特性,F特性による音圧・騒音レベル(dB)の違い

ある同じ音の音圧・騒音レベルを測定した場合,
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基本的に低周波メインの音の方が差が現れる(F特性が大きくなる)と考えているのですが,間違いないでしょうか?

比較したいのは,打ち上げ花火の音です.実際の観測結果として700m・110dBという結果が騒音関係の文献にあるのですが,測定方法に関しては記載されていませんでした.しかし,”音圧レベル”や”周波数分析の結果”という言葉の使い方からF特性,少なくともC特性で測定したものと推察しています.これをA特性だった場合のだいたいの騒音レベルが知りたいのです.

また,A特性・F特性をグラフではなく実際の値(式?)として欲しいのですが,どこで手に入れられるのでしょうか?JIS規格でしょうか?

Aベストアンサー

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/c_support/newreport/noise/souon_index.htm

ここに式があります
7-1 音圧レベル

A特性は人間の耳に合わせて補正してます
フイルターで補正をするだけなので・・
補正する式は無いです
しいてやるならば周波数別の騒音値に補正値で補正を行うだけです
補正数字はグラフから読んで下さい

F特性は フラット 特性で補正は無いです

差は補正曲線を見れば判ります

花火の音は低音が多いので、差はかなりでますし

又、花火は爆破音は瞬間なので、騒音計のファーストに設定しても測定器が追いつきませんので誤差が大きくなります
10dB(以上)程度誤差はでますよ

A と F ならば 補正の関係で40dB程度差がでます
F と C            2~3dBぐらいですね

7-5 時間率騒音レベル
から7-8
に ピーク値の説明があります

花火はピーク値で測定しないといけなですので
1秒間の平均値とならば・・・20dB程度差がでそうな気がしますね

http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/c_support/newreport/noise/souon_index.htm

ここに式があります
7-1 音圧レベル

A特性は人間の耳に合わせて補正してます
フイルターで補正をするだけなので・・
補正する式は無いです
しいてやるならば周波数別の騒音値に補正値で補正を行うだけです
補正数字はグラフから読んで下さい

F特性は フラット 特性で補正は無いです

差は補正曲線を見れば判ります

花火の音は低音が多いので、差はかなりでますし

又、花火は爆破音は瞬間なので、騒音計のフ...続きを読む

Q1日にペットボトルを何本くらい飲みますか?

みなさんは「1日にペットボトルを何本くらい飲みますか?教えてください。」
と、いう質問が投稿されたら、どう答えますか?

1.「 ペットボトルは飲まない、ペットボトル入りの飲み物なら飲むけど...。」
とあげ足を取る

2.「『ペットボトルを飲む』というのは『ペットボトル入りのドリンクを飲むこと』なんだな」と文脈から判断して丁寧に答えてあげる。

3.「ペットボトルといってもサイズが違うのが多すぎて答えられないよ」と
違う所で突っ込む。

4.その他の反応

私の場合2(文脈判断)ときどき1(揚げ足取り)です。

Aベストアンサー

4、です
1番~3番もない
さらに上げ足を取るなら
〉「 ペットボトルは飲まない、ペットボトル入りの飲み物なら飲むけど...。」
『ペットボトル入りの飲み物』も汚くて飲めない
『ドリンク入りのペットボトル』であれば飲めると言うかな・・・・・
冗談です。やはり文脈から判断して丁寧に答えてあげるでしょう。

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Aベストアンサー

過渡応答の式を求めるのは基本中の基本なので、ご自分で先生に質問されないと(人に結果を聞くだけでは)身に付きませんよ。
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