質問: カップ内のお茶 ぐるぐる回すと茶殻が中央に集まる カップ内のお茶が、残り少なくなった時に、 カップの縁を持って、ぐるぐると回すと、 カップ内のお茶殻は内側に円形に集まります。 何故でしょうか。 水分よりもお茶殻は比重が少ないのでしょうか。
回答: 茶殻は底に沈むのを見てわかる通り、水より比重が大きいです。 お茶をかき混ぜると、遠心力が発生し、茶殻は渦に乗って渦の外側へ行こうとします。 しかし、渦の外周部は圧力が高くなっているため、ある程度しか外側へ行けません。遠心力と外周部の圧力が釣り合った状態で回転します。 やがて、渦の速度が落ちてくると、遠心力が弱まり、茶殻は外周部の圧力に押されて中央に近づきます。その後重さで中央付近に落ちるのです。