質問: 丸い水槽中で砂粒が中心に集まるわけ 丸い水槽の中で、水を丸く回して、水中に砂粒を入れておくと、かき混ぜるのを止めたとき、だんだんと、中心に集まってくるのは、どのような力がはたらくからでしょうか。? 教えて下さい。
回答: ano.3です。大変遅くなりましたが、以下補足の説明をします。 まず、このエクマン境界層というのは、流れ全体の大きさから見ると非常に薄いのです。たとえば洗面器やコーヒーカップetc.では、その厚さはわずか1mmに過ぎませんし、プール等でも数cm~10cmもあるかどうか。なので流体全体の圧力はほとんど変化しないわけです。(それがano.3の「圧力は変化しない」という言葉の意味です) ※なお、実際に流体に掛かる力は「圧力勾配」「遠心力」「摩擦力」の他に「コリオリ力」もありますので、特に気象の本で調べる時には注意が必要です。 ---- ちなみに、この現象には「スピンダウン」という立派な名前が付いているのですが、それは流体の振る舞いのいくつかで極めて重大な役割を担っているからなんですね。 たとえば台風。台風が巨大な低気圧に発達するのは、大気の下面でこのスピンダウン現象が発生して海面の熱エネルギーを根こそぎ中心に集めてしまうからでして、これがなければ台風そのものが存在できないのです。 http://www.fnorio.com/0042typhoon1/typhoon1.htm まぁ日本人にとってはとんだ迷惑な話ですが、しかし一方で、この効果があるおかげで洗濯機の水を簡単に回すことができるし(この効果がなければ洗濯機は非常に高価な代物になってしまうはず)、スプーンでコーヒーを回すだけで速やかにかき混ぜることも出来るわけです。 http://www.gfd-dennou.org/library/gfd_exp/exp_j/doc/su/guide01.htm ということで、自然界の巨大な現象も洗面器の水の振る舞いと一緒である、ということが分かるだけでも面白いのではないかと。