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2024-06-02 その他
飛行機はどうやって浮いて飛んでいくの？誰もが飛行機がなぜ浮くのか気になったことがあるのではないでしょうか？
　大きなジェット旅客機は荷物や乗客を乗せると350トンにもなりますが、空中に浮くことができます。これは飛行中の飛行機の主翼（しゅよく：つばさのことですね）に揚力という物を持ち上げるような力が発生するためです。
　飛行機の主翼の断面は流線型とよばれるとても抵抗の小さい形状になっていて、この翼を少しだけ傾けてあげることにより、飛行時に翼の上面では空気が早く流れ、翼の下面ではゆっくりと流れます。空気や水などの流体は、流れの速くなると圧力は低くなり、流れの遅くなると圧力が高くなる性質があります。そうすると、翼の上面では圧力が低く、下面では高くなることになり、下の面から上の面へ圧力の差によって力が発生することになります。この力によって飛行機は持ち上げられます。ただし、この浮く力揚力はある程度飛行機が速く動かないと十分な力を生み出すことができません。したがって飛行機はゆっくり飛ぶことは難しいのです。ヘリコプターやドローンはプロペラの力で浮き上がっているので、ゆっくり飛んだり静止状態でも浮かんでいられます。
2024-05-28 その他
飛行機に乗った時に翼の先が曲がっているのを見ました。なんでですか？りんごさん投稿ありがとうございます。
　くまさんマークなのでAIR DOに登場されたのですね。飛行には必ず翼（つばさ）があります。そうです、翼が無いと飛行機を浮かせるための揚力という力が生まれず飛行機は飛べないのです。
　でも、飛行機の翼には投稿していただいた翼のように翼の先端が折れ曲がっているものとそうでないものがありますね。面白いところに気が付きましたね。何か良いことがあるから折れ曲がっているのですが、なんでしょうね！　そう！かっこよく見えるからです！！
　…というのは冗談で、折れ曲がっている翼をウィングレットといい、これには燃費を向上させたり、離着陸時の騒音を低減するメリットがあります。飛行機は翼の上面を流れる空気と下面に流れる空気の圧力差で空中に浮くことができます。翼の上面の圧力は低く、翼の下面の圧力は高くなっています。翼の先では気圧差を隔てていた翼がないため翼下の圧力が高い空気が圧力の低い上面に向かって回転するように流れこみます。そして、飛行機が前進することで翼の先から後ろに渦が巻かれ、この渦は飛行機を引っ張るように作用します（飛行機が飛んでいくときに、飛行機を後ろ側に引っ張るような邪魔な力を生み出してしまいます）。これを翼端渦（よくたんか）といい、ウィングレットをつけることで渦の発生を低減することができます。巨大な渦の発生は余計なエネルギーを使うため、渦を抑えることができると燃費を向上させることができます。
高専にある風洞（人工的に空気の流れを作る装置）を使えば、この渦を観察することができるかも！
釧路高専の風洞
2024-05-25 その他
容器に水を入れて容器の口に紙を乗せて紙をおさえたままひっくり返すと紙が落ちないことが分かりました。水には重さがあるのに不思議です・・・！まーくん
画像の投稿ありがとうございます。容器には水が満タンに入っていてそれに紙を載せてひっくり返した状態ですね。でも紙は取れず水も落ちてこない…不思議な現象ですね。実は紙は２つの力を受けて容器の口にくっついています。１つは水が持つ表面張力という力です。水はH2Oという水素と酸素の原子からなる分子ですが、これらの分子は互いに手を出し合ってくっつきあう性質を持っています。分子間力といいます。接着剤のような効果を持ちますね。ただし、物と物とが密着（ぴちっとくっつきあっている状態）でないと効果は高まりません。もう一つの力は大気圧です。私たちや周りにある物にには、地球の表面を覆っている空気の重さによって大気圧が常に作用しています。圧力は物に対して直角に作用します。この場合、紙の下側から大気圧が作用して紙を容器の口に押し付けようとします。これら２つの力が紙を容器の口に押し付けていて、容器が逆さになっても水がこぼれてきません。ただし、水の重さがこれら２つの力を合わせた力よりも大きくなると水はこぼれ出てしまいますよ。
2023-12-15 気象現象
探究活動を担当している高専５年生の白銀です。教室の窓から珍しい光景が見えたので投稿します。画像からは少しわかりにくいのですが、工場の煙が空の上の上がらず、水平にずっと流れて行っています。煙突からの煙は上に上がっている感じなので、強い風に流されて水平に流されているのではないことがわかります。では、どうしてずぅーと遠くまで水平に雲のように煙が流れて移動している感じになっているのでしょうか？　実はこれ、逆転層（ぎゃくてんそう）という、冷え込みの強い日に見られる現象です。普通は空の上の方が気温が低く、例えば煙突から出た煙は暖かいので、その周りの冷たい空気に比べて軽くなるので上に上がっていきます。ところが、逆転層が生じると、地上の方が気温が低く、上空の方が空気が冷たくなるという、気温がいつもとは逆転している感じになります。こうなると暖かい煙はそれ以上上昇できなくなり、水平方向に流される感じで移動していきます。ちょっと難しい気象現象の一つですが、寒い日にしか見られない貴重な現象でもあります。
2023-12-08 気象現象
近くにある工場からは煙が出ていますが、風の強い日や弱い日でいろいろ変化します。風がない日は煙はまっすぐ登っていきます。でも風の強い日は横の方に流されます。当たり前のことかもしれませんが、空気が流れているんだなと感じました。工場からの煙の写真投稿ありがとうございます。
コメントいただいたように、煙を見ると風の強さや方向がわかりますよね。地面に近いところは風を感じなくても煙突の煙がたなびいていると上の方は風が吹いているんだと実感できます。風は地面に近いほど、地面との摩擦を受けて弱くなり、逆に上空ほど一般には強く吹いているんですよ。また、風が強いと煙は大きくねじ曲げられる感じで（「だこう」するともいいます）風下側に流されていきます。身近に見られる流体現象の代表的なものですね！
これからもよーく空を観察してみてください。
2023-10-30 その他
魚は上から見た時、細長い形をしているものが多いのはなぜですか？山田さん登校ありがとうございます。
水の中にいる魚の多くは投稿写真のように細長い形をしていますね。秋の味覚の代表である秋刀魚（サンマ）も”刀”という字が入っていて長細い魚を想像させます。でもどうしてでしょうね？
実は長細いことは、ある種類の魚にとっては都合がよいのです。さらに、投稿された写真をよく見ると、この魚は長細くさらになめらかな形をしていますね。”流線形（りゅうせんけい）”と言われる形です。流線形とは、物体、この場合は魚となりますが、流れがその魚の表面に沿ってきれいに流れるような形状をいいます。多くの魚は泳ぐのに都合がよい流線形をしています。では、どのように都合が良いのでしょうか？　それは泳ぐときに水の抵抗（泳ぐのをじゃまする力）を受けにくいのです。抵抗が小さいと速く泳げます。大きな魚が来た時に逃げやすいですよね。この流線形という形は、他にも抵抗が小さい方がよいところで見られます。鳥の羽根や飛行機の翼なども流線形をしています。じゃあ、どうして流線形にすると抵抗が減るんでしょうね。それには実は最も特徴的な流体現象の一つである”渦”が関係しているんですよ。　探究テーマとしても面白そうですね！
2023-10-25 水に関する流れや現象
水を上から流すと輪っかができるのは何でですか? ひょうま君、登校ありがとうございます。日常よく目にする流れの現象の一つですね。よく気が付きました！
水道水が流しの底に当たると、水道水の勢いにもよりますが確かに投稿してくれた画像のような感じになりますね。あるところまで薄い水の膜のような状態が円形で広がっていて、そのあと水が盛り上がった感じとなっています。普通に考えると、円形に薄く広がっていくだけのように思えますね。
水はシンクに当たって外側に流れようとするとき、波を作りますが、水の量が多いと中心（水道の水が落ちてくる場所）から外向きに流れる水のスピードが水の波の速さを上回り、円形の薄く透明な膜みたいな感じで観察されます。しかし、外側に向かうにつれて円形部分が広がって水の勢いもだんだん弱くなり、水のスピードと水の波のスピードが同じくらいになると、それより外側へは水が波としてして広がっていく感じとなります。このちょうど境目の部分では、水同士の衝突が起きている感じとなり、一種の衝撃波ともいえます。
2023-10-25 水に関する流れや現象
ぽたぽた落ちる水はなんでこの形なんだろう Siroさん投稿ありがとうございます。
https://www.kushiro-ct.ac.jp/nagare/shoot/?&no=7
にある、ゆうとさんの投稿にもつながる現象ですね。水道の蛇口が少し開いた状態だと、水が一滴ずつポトン、ポトンと落ちてきますね。蛇口から落ちる瞬間はゆうとさんの描いてくれた絵のような感じになります。蛇口に水がある程度たまると、水の重みで水は落ちようとしますが、水のもつ表面張力という力が逆に水を蛇口の方向（水が落ちるのとは逆方向）へ引っ張ろうとします。でも蛇口にたまる水が多くなると、表面張力という力で水玉を引っ張り上げることができなくなり、最後は水が引き延ばされた感じで落下していきます。この瞬間がゆうとさんが描いてくれた絵に近い状態となりますよ。この変化も高速度カメラでとらえると面白いかもしれませんね。水以外の流体、油やアルコール、洗剤などで違いを観察するのも面白いかもしれません！
2023-10-25 水に関する流れや現象
雨粒を絵に描くとこんな形になりますが本当にこんな形になるんですか? 投稿ありがとうございます。
確かに雨を絵で表現する場合にこんな感じで表現されることが多いですね。また、涙もこのような感じで描き表わされることもありますね。水滴が例えば、水道の蛇口から落ちるその瞬間は、水の持つ表面張力という力や粘性と言われる粘差の性質のため（ちょっと難しい表現ですね）実はこれに近い形となっています。でも実は落ちていく間は雨粒の大きさにもよりますがこのような形ではなく、球形だったり、だ円型の丸だったりします。
https://www.kushiro-ct.ac.jp/nagare/shoot/?&no=3
に登校画像は、高専祭のときに水玉を空気の力で浮かせたものですが、ゆうと君が書いてくれた絵とは違い、だ円っぽい形になっています。これくらいの大きさの雨粒が空気中を落下していくと空気抵抗を受けるためこんな形になります。でも落下を始めてからどのくらいの時間や距離で雨粒の形が変わっていくのかを調べるのも面白いですね。毛入室にある高速度カメラを使えばとらえることができるかもしれません！
2023-10-24 空気に関する流れや現象
空気砲の煙をスマホの連射で爆撮りしました！　空気砲から出る煙はみんなまあるいドーナツになるのはどうして？　出口が四角だと四角いドーナツになるの？空気砲に煙を入れて遊ぶと盛り上がりますね。普通は円形（まあるい）穴があいている出口からまあるいドーナツの形をした煙がでてきますね。このまあるいドーナツみたいなものは”渦輪（うずわ）”と呼ばれます。空気砲から押し出されてくる空気にはスピードがありますが、空気砲のまわりの空気は止まっています。このスピードの差によって渦輪が作り出されます。
ところで、コメントには出口が四角かったり他の形をしていたらどうなるのか不思議に感じたことを書かれていますね。本当にそうですね。他の形だとどうなるんでしょうか？　面白い探求テーマになりそうですね。
2023-10-22 気体と液体が混ざった現象
高専祭で水玉が空気の力で浮いていました。でもどうしてまん丸じゃないの？　少しつぶれた感じになっているのが不思議におもいました。高専祭で実験室に遊びに来てくれてありがとうございます。
水玉をきれいに浮かせることができていますね。
でも、浮かせるだけじゃなくて、よ～く観察してくれたところがすごい！
確かに水玉はまん丸じゃなくて少しつぶれたような形となっていますね。
水玉が小さいとまん丸に近い形になるのですが、大きくなってくると”空気抵抗”や”重力”の影響を受けてつぶれた感じとなります。空から降ってくる”雨”もじつは、雨粒が大きくなるほどつぶれた感じとなります。
2023-10-22 水に関する流れや現象
高専祭に遊びに来たらお兄さんが渦を作って見せてくれました！　きれいに渦巻模様がみえました。高専祭に遊びに来ていただきありがとうございました。きれいな渦が見えていますね。この渦はお風呂のお湯を抜くときにできる渦と同じです（専門的には”自由渦”と言われる現象です）。容器に小さな穴をあけて水を抜くと簡単に観察できます。絵具で色付けした水を表面にうまく浮かべるときれいにみえますよ。穴の大きさや、穴の数を変えるとどうなるのか実験して、またぜひ画像を投稿してくださいね！