粒体分離

質問

広口瓶の中に大粒子(直径2mm)と小粒子(直径0.2mm)を適量(容器の体積の1/5程度)入れた後、瓶をよこに寝かせて、ゆりかごのようにゆすってやると、小粒子が底にたまり、大粒子が上層に残る。この理由はなぜでしょうか?

また、このあと、横に寝かせたままの瓶を一定方向に回転させると小粒子と大粒子の分布はどうなると予想されるでしょうか?

よろしくお願いします。

回答No.2

foomufoomu

形状、材質が同じなら、大きな粒子も小さな粒子も、かさ比重は同じですよ。

大きな粒子が上にくる理由は、たぶん、小さな粒子は大きな粒子の隙間をすり抜けて、下に落ちるからでしょう。
（逆に大きな粒子は小さな粒子の隙間をすり抜けて落ちることはできない）

複雑な動かし方をした場合の挙動は予想できません。試してください。

回答No.1

trytobe

かさ密度（隙間も体積に含めて考えた密度）が、小粒子のほうが密に隙間が少ない分、かさ密度が高くなるので、小粒子だけが落ちて行って下に集まったほうが重心も下がって安定になるのです。

横にして回転しても同じように、その動きをきっかけに小粒子が下にもぐりこんでいき、大粒子だけが上に残るような状態で平衡状態になるだけです。