魔女の小さな冒険

魔女のちいさな探検

ゆっくりゆっくり進みます。

細い線の雪形

 落としてみたシリーズ、第15回。枝の細い雪形です。枝の細い雪型が縦に回りにくいのは、細い枝の形が重要なのか、面積のどのくらいが板で占められているのかが重要なのか。枝の幅を5mmで固定して、壊れてしまった星形の再現と、二次枝つきの雪っぽい形で比較しました。後から、鳥の羽っぽく細い枝だらけの円盤も作りました。さすがにカットが難しくて、途中で反対から切っていくと、ペンの幅ほどの薄いズレが多発、毛羽毛羽(ケバケバ)になりました(^^;

 直径:9.8cm
 枝幅:0.5cm
 厚さ:4mm
 板の面積率:19%(星形)、39%(枝つき)、72%(羽毛円)

 比較のため、以前作った雪形も面積率を出しておきます。

 直径:9.3cm
 枝幅:1cm、2cm
 板の面積率:38%、68%

 おまけで、前回正方形の思い付きで、2cm幅の広幅六花の先端に120°の角を付けたものを作りました。また、切り屑の扇形を使って、細い枠の形を作りました。
広幅六花
 直径:9.8cm
 枝幅:2.0cm
 厚さ:4mm
 板の面積率:68%

扇枠
 最大径:4.4cm
 枝幅:約0.5cm
 厚さ:4mm
 板の面積率:54%

 尚、板の面積率は、切り出した形の面積を元の円盤の面積で割ったものですが、円を三角、枝を長方形などで近似した雑な計算なので、有効数字は1桁ちょっとです(^^;
 驚きなのが扇枠。見た目枠の内側の方が面積がありそうなのに、外枠の方が大きかったようです。計算してみるものですね(^^;

 実験です。まず、小さい順に、上向きに落としました。扇枠は垂直に落ちました。何度かやってみると、上向きにゆらゆらの時と、正方形の回ったりゆらゆらしたりを繰り返す時があるように見えました。
 枝つきは上向きに不安定にゆらゆら。ほとんどの回で左右に揺れるように見えましたが、一度、面の傾きを円形を描くように揺らしながら落ちました。回転しない螺旋軌道の動きで、まっすぐ落ちる感じです。傾きは回る、でも羽の位置は回らない、そんな運動です。
 星形と羽毛円は、上向きに安定して落ちました!ゆらゆらしたり、しない回も!上の子が落としてくれたのですが、羽毛円は
「空気を吸い込んでる。」
のだそうです。変な表現ですが、確かに細い穴が何か効いている感じです(^-^)
 広幅六花は、相変わらず縦に回りました。一度、壁に当たって、きれいに上を向いて水平に回りました。先端を雪っぽく120゜にカットした形は、円弧のままのものと比べて、何の違いも無いようでした(^^;

 ちょっと趣向を変えて、縦に落としてみました。星形はふわりと回って上向きになるのですが、枝つきは縦のままストーンと落ちます。

 面積率よりも形ですね!細い横枝をびっしり出したシダ状結晶は、面積率はずいぶん高いですが、縦に回りにくいかもしれません(^-^) 雪の結晶っぽくなってきました♪

 面積率の計算をしていたら、自称算数大好きの上の子が来て、
「なにこれ、計算?」
と言うので、円の面積の話をしようとしたら、
「習ってない。」
と言います。今は5年生でも習わないんだ。いつ習うんだっけ(^^; 3角形はわかるそうです。
2018-05-06 17:14
録画より速度を計算。レイノルズ数は30℃で計算したので、若干小さいがオーダーは合っているはず。
扇枠:V=1.8m/s、Rn=5.0×10^3(2回同じ速度)。
雪形枝幅0.5cm:(1回目)V=1.6m/s、Rn=9.8×10^3。
        (2回目)V=1.5m/s、Rn=9.2×10^3。
雪形(枝つき):(1回目)V=1.5m/s、Rn=9.2×10^3。
        (2回目)V=1.6m/s、Rn=9.8×10^3。
羽毛円V=1.9m/s、Rn=1.2×10^4。