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オトナの中学理科講座

【物理】水中の泡、上昇スピードが速いのは?
水中の空気の泡は、水面に向かって浮かんで行きますね。また、水深が浅くなるにつれ泡は大きくなります。では、同じ深さの場所に大きさの違う2つの泡があった場合、早く浮上するのはどちらでしょうか?
正解

正解は 「大きな泡」

水中の泡にかかる力は大きく2つ。いわゆる浮力と、水が泡を押さえつける抗力です。浮力は気泡の体積(泡の半径の3乗)に比例しますが、抗力は気泡の断面積(泡の半径の2乗)と上昇速度の2乗に比例します。従って半径が大きいほど、浮力が大きくなり泡の上昇速度は速くなります。ちなみに、泡の大きさは浮上するにつれ大きくなりますが、浮上速度は徐々に遅くなり、その減速幅は限りなくゼロに近づいていきます。

不正解

正解は 「大きな泡」

水中の泡にかかる力は大きく2つ。いわゆる浮力と、水が泡を押さえつける抗力です。浮力は気泡の体積(泡の半径の3乗)に比例しますが、抗力は気泡の断面積(泡の半径の2乗)と上昇速度の2乗に比例します。従って半径が大きいほど、浮力が大きくなり泡の上昇速度は速くなります。ちなみに、泡の大きさは浮上するにつれ大きくなりますが、浮上速度は徐々に遅くなり、その減速幅は限りなくゼロに近づいていきます。

オススメ用語解説

人工降雨

概要

人工降雨とは人工的に雨を降らすことをいい、水を必要とする発生装置を利用する方法と
上空の雲に手を加えて降雨を促す方法の二種類が行われている。

前者は雨の元となる水が必要だが、後者の方法は水を準備することなく自然に雨を降らす事が可能で、水不足や干ばつ等の防止策として、世界各地で行われている。理論上、雨を降らす為には、積雲や層積雲の上部を過冷却の状態にする必要があり、ドライアイスやヨウ化銀を使用して温度を下げる試みが行われている。
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