質問: 噴水の真上にピンポン球を落とした時、ピンポン球が噴水のジェットに乗って踊り回るが、この噴水から落下しないのはなぜか?ピンポン球が噴水からうけるに力に着目して答えよ。 という水理学の問題でどのような答えになるかお願いします。
回答: ピンポン玉は噴流の中心で釣り合うのではなく、むしろそれぞれの中心がずれているためにピンポン玉は回転する力を噴流か受け、結果として踊り回る。 なぜ安定するかと言うと、 ピンポン球が噴水からうけるに力だけに着目すると 噴流をピンポン玉の半径と同じ遠さで受けたときにピンポン玉を回転させようとする力が最大となるということになる。 それぞれの中心が一致しようとするとピンポン玉を回転させようとする力が弱くなる。 上記から容易に解るようにピンポン球が噴水からうけるに力以外に着目しないと説明は困難である。むしろそっちこそ本命であるが、設問によりピンポン球が噴水からうける力縛りなので省略する。