雨の水圧の解釈

質問

このサイトの「雨の水圧は」の部分は、正しい解釈だと思いますか？生活防水の時計を想定しています。

http://ikinarilarc.wordpress.com/2012/04/26/10%E6%B0%97%E5%9C%A7%E9%98%B2%E6%B0%B4%EF%BC%88water-resistant-100m%E3%81%BE%E3%81%9F%E3%81%AF10bar%EF%BC%89%E6%99%82%E8%A8%88%E3%81%A7%E6%B0%B4%E6%B3%B3%E3%81%A7%E3%81%8D%E3%82%8B%EF%BC%9F-2/

回答No.2

CC_T · ベストアンサー

頭でっかちな解釈だと思います。検算はしていませんが、そもそも考え方に見落としがあるように思われる。

腕時計に、どんな経路でどのようにして水が入るかという部分が検証されていないのが問題。水圧によって表面のガラスや金属を貫通して水が通るわけではないので、せっかくの計算の大半は矛先を誤ったものと言ってよさそうです。

水は隙間を通って腕時計内部に侵入します。可動操作部やガラスと本体の間、本体と裏蓋の間、ネジ部など、そういう隙間部分を通って水が侵入するものであり、雨粒の衝突によって発生する水圧なんてのはほとんど意味をなしません。隙間に対して自由空間の方がはるかに大きいので、その圧力のほとんどは周囲に分散してしまうでしょう。水滴が物体に衝突すると水滴はつぶれながら周囲に向かって広がっていきますよね。
むしろ振動や衝撃によって時計が僅かに動揺し、瞬間的に拡大する隙間に向かって毛細管現象で水が浸入し、水は非圧縮性液体ですから隙間が小さくなろうとする妨げとなって高圧となり、さらに浸潤が進んでいく、といったモデルの方が現実に近いものと想像します。塩水なら結晶の成長による圧力も悪影響及ぼしそうですね。

冒頭の泳ぐ場合でも、クロールで手にかかる水圧を計算に用いていますが、手が抵抗の小さい空気中を通って移動し、水面に叩きつけられる衝撃力の方がはるかに大きい。せめてバタフライで手首が水面にぶつかるときの衝撃力を元にすべきでしょう。動きが小さくても水撃力ってのは馬鹿にならない高圧を発生させます。
それから、形状による水圧の集中ってのもありますね。先に行くほど狭い入り江に波が入るとき、波しぶきはとんでもない高さまで上がるように、水中で手を動かすと腕時計部分にも圧力が集中しやすい部分があるでしょう。

そんなわけで、リンク先の記述はなかなか参考にはなるものの、検証としてはズレたものと感じました。

生活防水ってのは、合わせ目にグリスなどを塗り込めてある程度。耐水のためのパッキンやＯリングなんてものもそもそも入っていないって物も多いですから、経年変化が大きいです。グリスも石鹸などの界面活性剤といったものにも弱いです。

防水性の高い時計は、厚くて変形しにくい裏蓋をねじ込み式にして防水パッキンに押し付けて振動に強くし、可動部の軸にはOリングを付け、更にもちろんグリス塗布も併用するなど、まさに何段もの対策を講じて水の浸入を防いでいます。

回答No.8

masa2211

訂正。
＜誤＞
嵐のとき、2気圧　（ゲージ圧であり、大気圧＋1気圧という意味。以下、ゲージ圧で統一。）
＜正＞
嵐のとき、2気圧　（ゲージ圧であり、大気圧＋2気圧という意味。以下、ゲージ圧で統一。）

回答No.7

masa2211

雨の水圧について、当該サイトには２通り（３通り？）の数値が書かれています。

具体的には、
嵐のとき、2気圧　（ゲージ圧であり、大気圧＋1気圧という意味。以下、ゲージ圧で統一。）
とあるのと、
3mmの雨粒が当たった時に0.2気圧
の２とおり。
オマケとして、
100ｍの落差の滝にうたれたら10気圧。

３つめは、雨粒と同様の計算方法をとれば20気圧となるので、これも別計算扱いで3通りめになります。

どれが正しいか？という意味でよいですか？

まず、3mmの雨粒。この状態は、はっきりしています。豪雨のとき。
また、おもしろいことに、雨粒の落下速度が同じなら雨粒の大きさは関係ないことに。
（まあ、噴水などの水飛沫以外では、雨粒と落下速度には、ある関係が存在する。）
だから、雨粒の水圧計算が変、というのはわかるけれど、一応、流体力学系の教科書に載っている
計算方法どおりに計算しても同じ答となります。（落下速度は、ＨＰを引用するとして。）
・100ｍの落差の滝にうたれたら10気圧。
のほうが計算にチョンボがあって、20気圧（＝静水圧の2倍）が正。

また、ここまでは、条件として無風です。（3ｍｍ雨滴の落下速度5.5ｍ/ｓだが、台風の風速はもっと速い。）
ゆえに、雨の落下速度＝風速（風速は充分大きい）　と考えると、
・嵐のとき、2気圧　
との解釈がおそらく正。
流体力学的には、雨粒の速度（単位ｍ/ｓ）に対し、速度の２乗が圧力（単位：気圧）となるから、
おおむね、風速15ｍ/ｓが２気圧となります。　　まあ、そんなものかも。

あと、水泳のときとか、ウインドサーフィンから落下のとき、が、たぶん計算間違い。
水泳のときはプールに飛び込んだときが最も危ないはず。（高飛び込みは考えないとしても。）
で、実験結果が存在。
http://www.nmri.go.jp/main/publications/paper/pdf/13/09/04/PNM13090401-00.pdf
高さ１ｍで、姿勢によっては40Ｇ。
高さ１ｍは、高飛込でなく、普通に飛込んだとき、だよね？
で、打ち所が悪い場合、肘から先の部分の重量がモロに時計にかかり、肘から先の重量が1ｋｇとして、
0.001ｔ×40÷(0.03*0.03*3.14/4) 0.03は時計のガラス直径＝3ｃｍ
＝56ｔ/ｍ2＝5.6気圧。　　まあ、目安程度であり、計算条件の仮定にかなり適当なところがある。

ということで、結論。
無風条件であれば、豪雨のときでも計算は合っているが、嵐のとき（強風のとき）の計算がなされていないので
通常防水で大丈夫かどうかの保証はできない。

補足

物分りが悪くてすみません。
普通の雨なら生活防水、3気圧防水でもだいじょぶだが、大嵐だと不安ということでいいでしょうか？

回答No.6

noname#187586

http://column.odokon.org/2010/1201_122431.php

回答No.5

noname#187553

http://okwave.jp/qa/q5963779.html

回答No.4

fxq11011

少なくとも、「水圧」の定義とは関係のない使い方です、単に水が浸入可能かどうかの圧力。
雨の場合水圧でなく、落下による衝撃圧？、も加わりますね。
単語、言葉としての知識はあるが、中身？本当の意味を理解しないまま使うとこうなります、極端になると言葉明瞭意味不明となります。

回答No.3

customar

リンクは見れてないが濡れてるんだからその条件下での関係でしょ。弾けるとかでなく(連発的に)押し込む話でしょ。

いずれにしてもその条件下で起きる圧力に対して幅のない安全表示が○○気圧です。
そんな表示の数字を過信するのが間違い。生活防水は生活防水です。時計を安置していない時点で期待されてる理屈は通用しない。

回答No.1

chie65536（@chie65535）

解釈としては正しいけど、実際問題は別だと思う。

だって「嵐の日に、腕時計に直接に雨粒が当たるような使い方はしない」から。

嵐の日にどうしても外出するって場合は、レインコートとか雨合羽とか着て、袖の中に時計を入れて直に雨粒が当たらないようにしている筈だから。

衣服を通して地肌までグッショリに濡れたとしても、腕を伝わって流れてくる水滴が腕時計に付くだけで、直には雨粒が当たらないと思う。