『科学談話室』の話題より
渦　を　つ　く　る　原　動　力
1999/12/12 話題提供
1999/12/17 最終更新
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この話題は　回転系から見た運動 　からの続きです　


[danwa:0048]　渦をつくる原動力(Re: 渦の向き)
Date:Sun, 12 Dec 1999 20:57:02 From: Bi.Bi.
科学談話室のみなさん、こんにちは。

[danwa:0047]浜口さん
　さて，クイズが解決しましたので，次どうしましょ．
うまくできているもんですね。
私は、見かけの力は大嫌いでして、 ずっとそれの使用を避けているんですが、 やはり、ちゃんとやればちゃんとなるんですね。

　船場の若旦那さんが触れられた相対性理論の話いきましょか？
その前に、私の疑問も聞いていただけますか？

渦の向きを決めるのはコリオリ力ではなく、 容器の形状などの初期条件というのが、 この議論の結論でいいんですよね。

では、渦をつくる原動力みたいなものはなんでしょう？ 別に渦が成長する必要もないように思いますが、 必ずと言ってもいいほど渦ができますよね。 なんで？

Bi.Bi.


[danwa:0049]　Re: 渦をつくる原動力(Re: 渦の向き)
Date:Sun, 12 Dec 1999 23:33:02 From: 浜口
　Bi.Bi.さん，こんにちは．
　浜口です．

（[danwa:0048]Bi.Bi.さん）
私は、見かけの力は大嫌いでして、 ずっとそれの使用を避けているんですが、 やはり、ちゃんとやればちゃんとなるんですね。
　非慣性系でも運動方程式が成り立つことを目的として，慣性力(見かけの力) を導入するんです．
　ちゃんとなるべきでしょう(ならなかったら大変)．
　
渦の向きを決めるのはコリオリ力ではなく、 容器の形状などの初期条件というのが、 この議論の結論でいいんですよね。
　でいいと思います．
　地球自転によるコリオリ力は微弱ですから．
　
では、渦をつくる原動力みたいなものはなんでしょう？ 別に渦が成長する必要もないように思いますが、
　排水口でできる渦のことですよね．
　原動力というか，渦の回転のエネルギーのもとは，重力の位置エネルギーだ と思いますよ．
　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　浜口


[danwa:0050]　Re: 渦をつくる原動力(Re: 渦の向き)
Date:Mon, 13 Dec 1999 09:35:19 From: Bi.Bi.
浜口さん、こんにちは。

[danwa:0049]浜口さん
では、渦をつくる原動力みたいなものはなんでしょう？ 別に渦が成長する必要もないように思いますが、
　排水口でできる渦のことですよね．
　原動力というか，渦の回転のエネルギーのもとは，重力の位置エネルギーだ と思いますよ．
それはそうですが、わざわざ渦を巻いてから排水口へ落ちる必要もない、 素直に静かに排水口へ水が流れていってもいいのに、 なんで、必ずといってもいいほど渦ができるのでしょう？

水はなぜ角運動量を得るんだろう？

BI.Bi.　


[danwa:0072]　Re: 渦をつくる原動力(なぜ渦ができるの？)
Date:Thu, 16 Dec 1999 13:51:19 From: 浦田
浦田です。こんにちは。

ＢｉＢｉさんが言われた。
なぜ渦ができなければならないのか？直感ですが。・・考えてみました。

桶の真中に 面積　S　平方センチメートルの丸い穴が開いています。 水深はdセンチ。 穴からの排水量はMcc/sとします。（ポンプで強制的に吸うものとします。）

この穴を通過する水の速さ　V=M/S　センチ/s です。

中心の穴からの距離をr、その半径の水中心に向かう流れの速さvは、

　　　　　　Ｍ
ｖ＝　───────
　　　２×π×ｒ×ｄ　　　です。

しかし、底との摩擦があるので、水面ほど速度が大きくなります。

中心付近にたどりついた水の速さが 穴の半径内で vS＞V　ならば、渦ができてすり鉢状に水を押しのけることと周囲の水を回 転させることに使われてVに落ち着く。

だから、風呂の水を抜いた時、水深が浅くなると速さが早くなるので、渦が出 来始める。

うーまてよ、供給が足りないから、へっこむのかな。

とんちんかんですまん！


[danwa:0077]　Re: 渦をつくる原動力(なぜ渦ができるの？)
Date:Fri, 17 Dec 1999 13:37:18 From: Bi.Bi.
浦田さん、こんにちは。
Bi.Bi.です。

[danwa:0072]浦田さん
中心付近にたどりついた水の速さが 穴の半径内で vS＞V　ならば、渦ができてすり鉢状に水を押しのけることと周囲の水を回 転させることに使われてVに落ち着く。
なかなか、ユニークな推論ですね。

浦田さんの仮定は、中心方向に水が一様に流れて、 中心付近では鉛直方向に落ち込むという近似ですね。

大胆な近似で推論するのもいい方法と思います。
でも、現実との比較もせなあかんとおもいます。

現実はどんな水の動きなんだろう？

また、中心付近まで水平方向に速度ｖｓで流れてきて、 それから鉛直方向に速度Ｖで落ちでいくと考えてもよいような。

とんちんかんですまん！
まあ、そういわんと、きっちり考えましょうや。

Bi.Bi.


・・・さて、この先 話はどうなるのか？お楽しみに！・・・
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