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川の水深と流れの速さ2

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

  • 川の深さによって流れの速さはどのように変わるのでしょうか? 「川の水深と流れの速さ1」の実験と違うはたらきもあります。
  • 川の流れの実験装置の直進部分の途中に浅瀬を作りました。動画のグレーの部分が浅瀬(水深5mmくらい)、黒い部分が深い部分(水深15mmくらい)です。「川の水深と流れの速さ1」の実験の浅瀬(水深2mmくらい)よりも深い点に注意してください。
  • 流れの中に細かな紙切れを浮かべると、浅瀬で流れが速くなっていることがわかります。これは、途中に浅瀬があり、流路が小さくなったためです。
  • 細くなる川の流れ」で連続の式について説明しました。流路断面積と平均流速(断面内で平均した流速の値)をかけた値は流量になりますが、流量は上流側でも下流側でも等しくなります。
    (流量)=(流路断面積)×(平均流速)=上流と下流で等しい。
    この式を連続の式といいます。流路面積が小さくなると流れが速くなることがわかります。
  • 本実験では、途中に浅瀬があり、流路面積を小さくしています。そのため、流れは浅瀬上部と側面へと増速しながら進みます。そのため、浅瀬で流れが速くなったのです。浅瀬にはこのようなはたらきもあります。実際の川では、川底の起伏により部分的に流れの速いところや遅いところができることがあります。
  • ただし、「川の水深と流れの速さ1」のように浅瀬を浅く(水深2mmくらい)しすぎると、浅瀬をよけた流れが浅瀬上には進まずに側面へと流れてうまくいきません。浅瀬にある程度の深さがないといけません。
【キーワード】 水深と速さの関係、縮小流れ
【関連項目】 細くなる川の流れ川の水深と流れの速さ1
【参考】 石綿良三「図解雑学流体力学」ナツメ社、P190-191.
日本機械学会編「流れのふしぎ」講談社ブルーバックス、P151-152.

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更新日:2019.4.1