シャワーで水がはねる原理とそのはねる範囲を教えてください

シャワーで水がはねる原理とそのはねる範囲を教えてください

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2017/09/09 13:27

No.1&2です。

ついでにもう一言。

「運動量保存」は、「シャワーから飛び出して、壁に当たる水の総量」について成り立ちます。
No.1に書いたのは、総量がそうなっているときに、「個別の水滴」がどうなるのかは、条件が多すぎて計算・予測は難しい、ということです。（「総量」を代表するものは「重心」ですが、重心の動きは予測できても、重心の回りに個別の水滴がどう分布するかを予測するのは難しいということです）

もちろん、「天気予報」のように、現象の解析や物理モデルの作成などによって過去の類似の事象をシミュレーションできるようにし、かつ現在起こっていることを多面的に把握できれば、その上でかなりの精度で予測することはできると思います。そのためには膨大なデータの収集と解析、その検証の積み重ねが必要なのでしょうね。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2017/09/09 13:13

No.1です。

ちょっと補足。

「跳ね返ってくるのに、運動量保存？」と思われるかもしれませんが、シャワーの水滴は、「壁」に当たって「壁＋地球」を動かします。その「地球の運動量」と「水滴の運動量」の和が保存されます。
各々がどの程度の速度で動くかは「反発係数」によりますが、反発係数がいくつであっても「運動量」は保存します。

あくまで「水滴」対「壁＋地球」で考えてくださいね。（もっとも、水滴が飛び出すときの「水滴」対「シャワーヘッド」でも「運動量保存」は成立しています。手で押さえていないと、シャワーヘッドが吹っ飛びますね）

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2017/09/09 13:05

物体の衝突と跳ね返りです。

原理としては「運動量保存」かな。
でも、「水しぶき」は、物理の教科書に出てくるような「質点」や「玉」ではなく、水が「表面張力」と「内部の力」との関係でどんな「破片」に分かれるか、各々の「破片」がどのような時間変化をするか（球ではなく、ぶよぶよと動くでしょう）は、条件と対象が多すぎて、とても計算できません。従って「飛び散る範囲」も明確なことは言えません。

「水しぶき」の高さを実験したNHKの映像がありますので、見てみてください。「高いところから落としたボールほど、高いしぶきが上がる」ということではないことが分かります。水泳競技の一つである「高飛び込み」の水しぶきもそうですね。
http://www2.nhk.or.jp/school/movie/outline.cgi?d …