落としてみたシリーズ第26回、ネイルアート用の小さな星形パーツの水中実験です。前回のラメは小さすぎてどんな風に沈んでいくのかよく見えなかったので、大きめのものを探して買いました。ついでに、スーパーのお総菜の蓋で作った雪の結晶も一緒に沈めます。
水は、サイダーの1.5lペットボトルに一杯まで入れて、高さ約30cmとしました。
パーツは、濡らしたつまようじの頭にくっ付けて、ボトルの口の水面から入れます。たいがい浮いてしまうので、沈むまで何度も押し込みます。
直径：17mm(雪形大)、15mm(雪形小)、3mm(ハート形)、2mm(星形)、1mm(6角形)
厚さ：薄い(雪形大、小)、ものすごく薄い(ネイルアートのキラキラ)
材質：プラ(何かは不明)(雪形大、小)、PET(ネイルアートのキラキラ)
流体は今回は水道水です。
実験です。パーツが水面下に入ってからストップウォッチで時間を計ります。私の目視は若干遅くて、押すまでに1秒くらい遅れがあります。
結果は、30cmあたり19〜47秒でした。速度の平均を出すと、0.75(雪形大)、0.76(雪形小)、1.53(ハート形)、1.54(星形)、0.63(6角形)単位は[cm/s]です。速度が大きさ順になっていないのは、雪形が複雑な形をしているためなのか、材質の比重のためなのかわかりません。
沈み方は、上向きで安定して沈んでいきます。雪形小が一つ、最初縦に落ちてしまいましたが、途中でゆっくりと上向きに変わりました。見たところ、縦に沈む方が速いです。
また、6角形の中で、1つだけ速く沈んだものがありました。沈み方は変わりません。後になって、星形をもう少し測定しようと、ケースの中に直接つまようじを入れて取ったとき、1つだと思った星が10枚くらいに剥がれました！重ねて製造しているのですね(^-^) 特別に速かった理由は2枚くっついていた可能性があるので、速度の平均操作から除外しました。
水(20℃)でレイノルズ数Rnを出してみるとRn=127(雪形大)、114(雪形小)、46(ハート形)、31(星形)、6.3(6角形)、雪の結晶が1〜3mmで落下速度が30cm/sとするとRn=23〜70。雪と同じオーダーになりました！
雪の3mmの6角板や広幅六花は、上を向いてまっすぐに落ちていると予想できました！樹状結晶は、もう少し大きい6mm位でも、上を向いてまっすぐ落ちて来ると想像できます。
では、「雪の結晶がくるくる回る」のは、もっと大きな雪なのでしょうか。
次はもう少し重くして、中谷宇吉郎先生の見た、螺旋を描いて落ちて来る雪の結晶のレイノルズ数を見つけたいです。
==== 2018-02-09 08:32
写真のハートは、泡が付いてしまったものです。泡が付くと、もちろん沈み方も変わります(^-^)
