学校で「コマを長く回すためにはどうすればいいか」という実験を行いました。
私たちの班は、油の上で回したらいいんじゃないかと考えました。しかし、油の上で回しても長く回りませんでした。これはなんでですか? コマは回っている際の遠心力によって安定します。
コマの回る速さが遅くなると安定力を失って傾きを大きくしやがて倒れます。
コマは最初に人の手などによって速さを与えられます。
その後かかる抵抗力は、摩擦力(殆ど無い)・空気抵抗・その他の無視してよい抵抗力です。
またコマの底面以外が床面に接触すると、急速に速さが奪われ転倒します。転倒するともう回りません。
したがってコマを長く回すためには、「最初の速さを大きくすること」、「空気抵抗を減らすこと」、「コマの傾きを減らすこと」が必要になってきます。
最初の速さを大きくするには、単純に回す力を大きくすればよいです。
空気抵抗を減らすには、以下の方法などがあります。
・気圧を下げる
・コマを垂直にし、コマの歳差運動を減らす
コマの傾きを減らすには、最初に速さを与える際に正確に力を与える必要があります。
人の手ではやはりぶれてしまうので、道具や機械を使うとよいでしょう。
纏めると、コマを長く回す手段は、
・回す際の力を大きくする
・機械を使うなどして、コマを真っ直ぐ回す
油の上で回しても長く回らなかった理由は、恐らく油による抵抗の所為でしょう。
油は床面との摩擦を小さくしますが、そもそもその摩擦はもとから小さいので、油による抵抗力がまさってしまったと考えられます。 ThanksImg 質問者からのお礼コメント ありがとうございました! この回答を参考に頑張りたいです。 お礼日時: 2013/6/22 13:22 その他の回答(1件) 発想は良しだとと思うのですが、実験の様なので確認です。
実験に際して、回した「コマ」は軸が安定していましたか??? 理論的に考えれば、抵抗が少なくなり長く回りそうですが、油面上だとコマの軸が安定せずに、軸が円運動又は、楕円運動してませんでしたか? 軸の円運動でコマのモーメントにロスが発生したのでは、ないでしょうか? 実験と言う事なので、何度もコマまわししてると思いますが、通常で長く回るコマは同一点で回るコマです。
通常地面でコマを回した時に、倒れそうでも自立するのは、接地点との抵抗の助けで直立します。
油面上で抵抗が少なければ、そのまま倒れたり、軸の円運動に繋がっていたのでは、ないでしょうか?
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