EMANの物理学 過去ログ No.9502 〜

 ● スクリュー

  投稿者:fnbo - 2010/05/25(Tue) 12:50  No.9502 
何気に○久機関を思いついたのだが、論破できんので困りました。

水より比重の小さなネジ状のものを用意します。このネジのヘラ部分はある程度の厚みがあります。このネジは回転できる状態で水底に立った状態で設置します。
ネジのヘラ上には水圧が、ヘラ下からは浮力が及びます。おそらく浮力が大きいと思うのですが、もちろんネジは回りません。なぜなのでしょうか?

  投稿者:hirota - 2010/05/25(Tue) 13:46  No.9504 
浮力の原因は水圧力の差分です。
そして、力はエネルギーの勾配です。
水中の物体が移動した場合のエネルギー変化は上下移動でのみ存在し、左右移動では存在しません。
というわけで、全周囲の水圧力を合計した力を考えると、左右に動かす成分は 0 です。

  投稿者:fnbo - 2010/05/25(Tue) 17:29  No.9505 
こんにちはhirotaさん
>左右に動かす成分は 0 です。
ようやく意味を理解できました。
ありがとうございました!

  投稿者:fnbo - 2010/05/26(Wed) 17:54  No.9510 
こんにちはエフンボです。もうひとつだけ。。どーしてもわからなくて
このネジを水底から開放すると浮かんで行きますが、
どうなるのでしょうか?

  投稿者:hirota - 2010/05/26(Wed) 18:53  No.9511 
半径より長さの方が長いなら、水面に横倒しに浮かぶでしょう。

  投稿者:fnbo - 2010/05/26(Wed) 19:15  No.9512 
なるほど!条件を設定する必要もありそうですね。
全て同じ材質 ネジ頭なし 半径より短い とか

ありがとうございました。

  投稿者:EMAN - 2010/05/27(Thu) 01:23  No.9513 
 うまくバランスがとれていれば、
浮かび上がりながら回転することも
あるかと思いますよ。

  投稿者:fnbo - 2010/05/27(Thu) 08:19  No.9514 
こんにちはEMANさん

>回転することも
あるかと思いますよ。

左右方向から回転を抑止している水圧力より浮上時に受ける作用反作用が上まわった時、回転するのはわかったのですが。。
私も形状によりけりなのかなあと思うようになりました。

どうもありがとうございます

  投稿者:hirota - 2010/05/27(Thu) 10:50  No.9515 
>左右方向から回転を抑止している水圧力
そんなものは無いでしょう。
ただし、半径より短い形状では円盤みたいなものですから、姿勢を保ったまま真っ直ぐ上昇することはありえず、左右に横滑りしながら上昇するでしょう。
当然、ネジを回転させるような上下の水流は無い。
回転させたければ、細長い形状で垂直上昇し易くして、さらに中心軸の下端に錘をつけて姿勢を安定させる必要があります。(単に細長いだけだと横倒しになって上昇する)
しかし、連続した螺旋では見えるほどの回転力があるかどうか?
(スクリュー発明時の話ですが、水中で螺旋形を回して推進する実験をしたら全然効かなくて、アレコレ試してた時に突然効きだしたので調べたら、螺旋が破損して単なる斜めの板になっていたとか。要するに、流れに沿った連続螺旋じゃダメで、流れの方向には短い翼が有効ってことでした)

  投稿者:fnbo - 2010/05/27(Thu) 13:17  No.9517 
こんにちはhirotaさん
<左右方向から回転を抑止している水圧力
>そんなものは無いでしょう。

No.9505では左右方向からの水圧力が存在し、つりあって0と解釈し納得してしまったのですが。もう一度考え直してみます。

ワンダースリーの乗り物みたいにスクリュー単体でも進まないのかなあ?

  投稿者:hirota - 2010/05/27(Thu) 16:38  No.9518 
>左右方向からの水圧力が存在し、つりあって0
この解釈は正しいです。
「回転を抑止している」というのが、なんか変。
この表現だと、そのへんの家でも車でも回転を抑止している大気圧のおかげで回らずにすんでるみたい。

スプリンクラーみたいに、噴出す水の反動で回るスクリューなら可能。
先端に圧縮空気を詰めた水ロケットを反対向きにつけて回転させれば良い。
(反動を直接使った方が早いけど)

  投稿者:fnbo - 2010/05/27(Thu) 16:51  No.9519 
>「回転を抑止している」というのが、なんか変。

いわれてみれば確かに変な表現でした。