物理 渦の速度について

質問

中学生です。先日、友人からある質問をされました。

バケツに水を入れます。その時、水の出す勢い（速さ)をX 蛇口の角度をa° 入っている水の量をY その時に起きる渦の速度をZとします。このとき、XとYでZを表すと言うものです。
この疑問は掃除の時に雑巾の入ったバケツに水を入れているときに思ったそうです。

ぜひ、教えてください。お願いします。

回答No.1

kagakusuki · ベストアンサー

a° とXとYだけではZの値は定まりませんから、Zを表す事は出来ません。
　例えばa° とXとYの3つの値が全て同じであっても、蛇口に近い方のバケツの縁の近くで水を受けるのと、遠い方のバケツの縁の近くで水を受けるのとでは、渦の回転方向が逆になりますから、Zの値がプラスになる事もあれば、マイナスになる事もあるという事です。
　又、バケツの縁に近い所で円周に沿う方向に水を受ければZの値は大きくなりますし、中心に近い所で水を受ければZの値は小さくなります。
　又、バケツの水の量が多ければZの値は小さくなりますし、バケツの水の量が少なければZの値は大きくなります。
　又、蛇口の口径が細ければZの値は小さくなりますし、太ければZの値は大きくなります。
　又、バケツと水との間の摩擦は、バケツの内側の面の粗さや、水温、水に含まれている不純物の種類と濃度、等々によっても変わって来ますので、それに応じてZの値も変わる事になります。

　この様に様々な要因によってZの値は変わって来ますので、a° とXとYだけでZを表す事は出来ません。

お礼

ありがとうございます。その日のうちに答えていただいて驚いています。
こんなにいい人に出会えて良かったです。明日、すぐにこのことを伝えます。
ありがとうございました。