空気砲の渦が消えないわけが分かりません。渦の回転によって外側に飛ばされ

質問

空気砲の渦が消えないわけが分かりません。渦の回転によって外側に飛ばされてしまっておしまいと思うのですが、回転、すなわち円運動を続けるということは、何か内向きの力が存在するのではと個人的には考えます。

どなたか教えてください。
ちなみに、回転の開始は、押し出された空気と周囲の静止している空気との間に生じる偶力によってもたらされると考えています。
自分なりに理解完了までもう一歩です。よろしくお願いいたします。

回答No.2

SortaNerd

流体力学を学べば分かると思います。これは渦輪と呼ばれる有名な概念です。

ヘルムホルツの渦定理というものがあり、その一つに「渦の不生不滅」の定理があり、初め渦が無かったらその後も渦は生じず、初め渦があればいつまでも消滅しません。
なおこれは渦の回転方向の正負も含めてのことなので、反対向きの渦を対で生成することはできます。空気砲ではたぶん箱の中に反対向きの渦が出来ているのでしょう。

なお、
>何か内向きの力
気圧ですね。空気分子が外側に飛ばされてしまったら、中心の気圧が下がってしまいます。

お礼

なるほど、やはり気圧は関係していますか。
また、ヘルムホルツの渦定理も初めて知りました。みなさんの知識には助けられます。ありがとうございました。

回答No.1

xiansui

本に書いてあった事ですが、空気砲の渦（スモークリング）は、回転する竜巻の上端と下端をつないで輪にした様な構造になっている為、この煙は回転する空気の筒の中に閉じ込められた状態になるから安定するそうです。
火山などから発生したスモークリングは、風が弱いと10分以上形を維持したいられるそうです。

お礼

早速の回答をありがとうございました。
　なるほど、スモークリングと竜巻が共に持続する理由は同じ、ということですね。確かにそんな気がします。すると、竜巻の中心は気圧が低そうですから、やはり渦が飛び散ってしまわない訳は、気圧差なのでしょうか。
　そういえば、水面にできる渦の中心も水位が低くなっていて高低差ができていますね・・・