落としてみたシリーズ第28回、トイレットペーパーの芯を切りました。
直径：4cm
長さ：11.3cm、6.2cm、5cm、4cm、3cm、2cm、1cm
実験です。穴を水平に向けた、横倒しの状態で落とします。
落ち方は、横倒しのままでした。2回落としたうちの1回だけ、4cm、3cm、1cmのものがゆらゆらしました。
まっすぐ落ちた時間は、形の長い順に、0.9s、0.9s、0.9s、0.9s、0.8s、0.9s、0.9sでゆらゆらしたものは1.0s(4cm)、1.1s(3cm)、1.0s(1cm)でした。ゆらゆらした方が、心持ちゆっくり落ちるようです。速度に直すと、3.4m/s(0.8s)、3.0m/s(0.9s)、2.7m/s(1.0s)、2.4m/s(1.1s)です。
まっすぐ落ちた時間で空気(10℃)としてレイノルズ数Rnを出してみると、Rn=2.5×10^4(11.3cm)、1.0×10^4(5cm)、8.21×10^3(4cm)です。1〜3mmの雪の結晶のRn=23〜70と比べると、非常に大きいです。
次に、穴を上下に向けた、上向きの状態で大きい順に2回づつ落としました。長いものは縦に回りながら落ちました。5cmと4cm、1cmは、1回横滑りしました。3cmは上向きのままゆらゆらしながら落ちました。2cmは、1回は回転、1回は上向きのままゆらゆらしながら落ちました。
落下時間は、それぞれ、0.8s、0.9s、0.8s、0.9s、1.0s、1.1s、1.1sでした。
次は、横倒しで水平に回転させながら落とします。どれも、回転したまま落下しました。5cmのものは回転速度が失速しました。
次は、上向きのまま水平に回転させながら落とします。
11.3cm、6.2cm、5cmの3つは途中で横倒しになって水平回転しました。
5cmと4cmの間、あるいは4cmと3cmの間に、落ち方の境目があるようです。境目は芯の直径4cmに近いので、細長い形と平たい形の振る舞いの違いでしょう。穴空きの円筒形でも違いが現れるのは、面白いと思います(^-^)
