活動内容

曲がる川の流れ

まずは見てみよう!

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どんな実験?

実験手順と種あかし

  • たらいの中央に円柱を取りつけ、「たらいで二次流れ」と同様の実験を行います。
  • はじめに、たらいを回転させると強制渦の状態になります。
  • 次に、たらいの回転を止めると、底や側面が停止しますが、水は流れ続けます。
  • 止まっている底面近くの流れは粘性のはたらきで速度が遅くなり、遠心力も小さくなります。すると、外側の高い圧力に押されて内向きの流れが発生し、二次流れができます。(なお、流体力学では、渦のように回転する流れを扱うときにしばしば回転する流体粒子に乗って現象を観察する場合(回転系)があり、ここでもそのように考えて見かけの力、遠心力を使って説明しています。)
  • この流れによって茶葉は中央に集まります。
  • なお、外側ほど高い圧力になりますので外側ほど水位が高くなります。
  • 大雨などで川が増水すると激しい流れになり、川底や川岸を削り取り、土砂が流されます。曲がり部では二次流れができていますので、曲がりの内側に堆積物が集まることになります。

(松田卓也先生(神戸大学名誉教授)から遠心力の表現について誤解を招きやすいとの指摘がありましたので、説明を追加しました。)

【キーワード】 二次流れ
【関連項目】 たらいで二次流れ遠心力
【参考】

日本機械学会編「流れのふしぎ」講談社ブルーバックス、P60−61.

更新日:2012.5.28