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曲がる川での堆積

まずは見てみよう!

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どんな実験?

実験手順と種あかし

  • 大雨のときは土砂が混じった濁流になりますが、これらの土砂はどこに堆積するのでしょうか?
  • 曲がる川の流れの速さ」や「曲がる川の流れ」で説明したように、曲がり部では外側ほど圧力が大きくなっています。
  • また、底に近い所では、粘性のはたらきによって流れが遅くなっています。その分だけ遠心力が小さくなります。(なお流体力学では、曲がり部の流れや回転する流れを扱うときにしばしばその流体粒子に乗って現象を観察する場合(回転系)があります。ここでもそのように考えて見かけの力、遠心力を使って説明しています。)
  • 一方、底から離れた上層部では粘性のはたらきが弱く、速く流れています。そのため、底の流れよりも大きな遠心力がはたらきます。
  • このとき、底に近い所では遠心力が小さいため外側の高い圧力に押されて内向きの流れができます。逆に上層部では遠心力が大きいので外向きの流れができ、図の赤い線で示すような循環する流れができます。
  • 全体の流れ(主流)としては川に沿って下流に進むのですが、この流れと垂直な方向の流れの成分ができることになり、このような流れを二次流れといいます。水に沈む粒子(土砂)はこの流れによって内側に堆積しました。実際の川でも同様です。
  • 動画の中で、底に沈んだ粒子が筋状になって見えていますが、時間とともに内側に移動している様子も観察できます。
  • また「曲がる川の流れの速さ」で水面に浮かんだ粒子を見ると二次流れによって外側に移動している様子も観察できます。
【キーワード】 二次流れ
【関連項目】

曲がる川の流れの速さ曲がる川の流れ茶葉を集める遠心力

【参考】 日本機械学会編「流れのふしぎ」講談社ブルーバックス、P60−61.
更新日:2015.4.1