いまいち理解できません

質問

ここに書いてあることがいまいち理解できません。
http://syakkinhow.com/archives/370
「冷風は車内の空気よりも重い為、カーブを曲がる時、遠心力によって外に流され、逆に温風は車内の空気よりも軽い為、内側に流れる性質がある。」
というところがよくわかりません。
なぜ、冷風はカーブを曲がる時遠心力によって外に流されるんでしょうか？
あと温風はなぜ車内の内側に流れるんでしょうか？
解説お願いします。

回答No.3

kuzuhan · ベストアンサー

まず空気の重さが異なるという点に着目します。

空気は色々な物質で構成されていますが、これらが温度によって「重さが変わる」のです。

極端な話で、標準温度を25度、冷たい空気を15度、暖かい空気を35度とします。
空気の重さは「単位立方あたりに存在する分子の数」で決まります。空気は温度変化によって体積変化します。500mlのペットボトルの標準状態はへこんでもいませんし、膨らんでもいません。
これを暖めると空気が膨張してペットボトルが膨れます。ペットボトル内部の空気総量は変わりませんが、ペットボトルが膨らんでいるということは500mlよりも体積が「増えている」と解釈できます。つまり暖かい空気を500mlを計測すると、標準状態の500mlよりも軽くなります。
これを冷やすと空気は収縮してペットボトルはへこみます。ペットボトル内部の空気総量は変わりませんから、ペットボトルが膨らんでいるということは500mlよりも体積が「減っている」と解釈できます。つまり冷たい空気を500ml分を計測すると、標準状態の500mlよりも重くなります。

ここで遠心力について考えます。
遠心力は標準的な空気中にかかる力です。質量保存の法則によって、車両内部にある空気は一緒に移動します。カーブを曲がるときも当然遠心力の影響下に置かれます。
冷風は体積が小さいために標準よりも重い空気です。つまり、人間や車体そのものと同じように遠心力がかかります。この遠心力は「標準の空気やほかの軽いもの」と反発を起こしています。
温風は体積が大きいために標準よりも軽い空気です。つまり、人間などの「重いもの」が外にかけようとする力（遠心力）に押し出されます。遠心力の反対方向にかかる向心力がかかることになります。通常は向心力の方が小さいので「外側に引っ張られる」遠心力が注目されます。

回答No.6

notnot

＞暖かい空気が上にいって冷たい空気が下にいく理由は理解できました。
＞僕がわからないのはカーブを曲がる時、なぜその重い方の冷たい空気が外側にいって、暖かい方の空気が内側にいくのかということです。
＞遠心力が関係しているということはわかります。

遠心力というのは理解されていますか？
１．回転すると遠心力が発生するのは理解できている
・地球があるために、物体には地球の中心向きの力が発生します。
・回転により、物体には外向きの力が発生します。
この２つに力は物体からすると区別できないので(等価原理と言います）、冷たい重い空気は、両方の力の合力の方向に流れることになります。

２．なぜ遠心力という物が発生するのか理解できない
ちょっと説明がめんどくさいのでこの場合は再度補足ください。
ただ、ポイントが、「なぜ遠心力という物が発生するのか理解できない」のが原因だとはっきりしたので、ネットや教科書でで遠心力に絞って調べてもらうといいかと思います。

回答No.5

teppou

下記のサイトは、いかがでしょう。
http://blog.q-q.jp/200907/article_22.html

回答No.4

notnot

密閉された室内で、空気をあまりかき回さずに冷暖房を行うと、冷たい空気が下にたまり、暖かい空気が天井の方にあつまるというのはいいでしょうか？

１．これが理解できる場合
　これの原因は重力ですよね。遠心力もそこにあるすべての物に掛かる力なので、重力と同じようなものです。なので、力の方向に重いもの（冷たいもの）がたまります。

２．これが理解できない場合
　空気は温度が高いと膨張します。つまり体積が増えるので、単位体積あたりの重さが減ることになります。周りより単位体積あたりの重さが軽い物には浮力が働いて上の方に移動します。

「周りより単位体積あたりの重さが軽い物には浮力が働いて上の方に移動します」がもし理解できない場合は、補足してください。

補足

暖かい空気が上にいって冷たい空気が下にいく理由は理解できました。
僕がわからないのはカーブを曲がる時、なぜその重い方の冷たい空気が外側にいって、暖かい方の空気が内側にいくのかということです。
遠心力が関係しているということはわかります。

回答No.2

kuro804

こんばんは
例えば車内に同じ大きさで軽い風船玉とバレーボールが半数ずつ一杯に詰め込まれてるとします。
車を走らせてカーブを曲がると、風船玉もバレーボールもどちらもカーブの外側に押されるでしょう。
でも実際はバレーボールの方が重くて風船を押しのけてバレーボールが一番外側に、風船はバレーボールに押しのけられた結果内側になるでしょう。
以上の例が暖かくて軽い空気が風船、冷たくて重い空気がバレーボールの例になります。
さて．．．合ってるでしょうかね？

補足

なんとなく理解できました。
なぜ重いほうが外側になって、軽いほうが内側になるのでしょうか？

回答No.1

weavaest

> なぜ、冷風はカーブを曲がる時遠心力によって外に流されるんでしょうか？
「なぜ」はどこに掛かってますか？
冷たい空気の方が思いってことは分かりますよね。
カーブを曲がる時に遠心力がかかることも分かりますよね。
外に流されるのは、車が完全な密閉状態じゃないからだと思います。
実は冷風の方がなぜ重いのか、カーブではなぜ遠心力が掛かるのか、ってところが疑問だったでしょうか。
>あと温風はなぜ車内の内側に流れるんでしょうか？
上記で回答したように、密閉されていない空間から空気が出たことで、車内の気圧が下がったため、外気である温風が入ってきます。

物理の質問というよりは、車の構造の話になっちゃいましたが、聞きたかったのはそこじゃないのであれば、もっと具体的に質問を書くべきかと思います。