空気砲の穴の大きさと威力の関係について

質問

自由研究で穴の大きさが異なる３種類の空気砲をつくり実験しましたが、大きな穴のものほど遠くにあるろうそくの火を消すことが出来ました。自分の予想では、穴が小さい方が風速が高まるイメージだったのですが。。子供に説明できない状況で困ってます。どうしてでしょうか？

回答No.2

chie65536

http://www.info-niigata.or.jp/~ymiyata/genshi/e12smoke.htm
の写真にあるように「空気の固まり」ではなく「空気の輪」が飛んで行きます。

輪は、それ自身が回転しながら、周囲の空気を撒き込みつつ進みます。

この時、輪の直径が小さいと、輪が崩れやすくなり、輪が崩れた瞬間、空気弾はそこで止まってしまいます。

「輪が進む」には「輪の内側と外側での気圧差」などが複雑に関係しているのですが、ともかく「ちゃんとした輪にならないと、飛んで行かない」のです。

そして「穴が大きい方が、ちゃんとした輪になるから、穴が大きい方が遠くまで届く」のです。

また「風速が高まれば、抵抗が大きくなり、抵抗が増えれば、早く輪が崩れる」ので「風速が高い、小さい穴の方が、早く輪が崩れる」ことになります。

瞬発力が高くて脚が早い短距離走者を、42.195キロのフルマラソンに出場させてもゴール出来ません。脚は早いけどゴール前に力尽きてしまいます。脚が遅くても、42.195キロをゆっくり走り切れるスタミナが必要です。

お礼

大変よくわかりました。ありがとうございました。

回答No.1

yasuhiga

小さい方は「当たらなかった」だけではないですか。