豊橋ちくわ日記(2002/03)

〜管理人ショーケンのプライベート日記〜

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揚力の話(続き)
3月15日(金)

 今週もコンテンツの更新はありません。来週くらいには何とかしたいと思っています。(毎週、こういうこと書いているような気が・・仕事も同じだったりして) 昨日、娘は映画「モンスターズインク」を見に行ってきたそうです。俺が帰宅したら、娘は寝てしまっていたので感想を聞くことは出来なかったのですが、カミさんの話では、よかったそうです。娘もちゃんと最後まで見ていたとか。俺も行きたかったな。

 さて、昨日の日記の続きです。長い距離を流れるから圧力が下がる、との説明についてですが、翼の絵だけではわかりにくいので、モデル化してみましょう。下図を見て下さい。

管路

 このように、水道のホースを考えます。上と下にホースが別れます。上のほうが長いホースです。さて、このような場合、上のホースの方が下に比べて圧力が低い、ということでしょうか?

 ちゃんと式を立てれば良いのでしょうが、面倒なので直感的に考えます。例えば、ホースの中の抵抗を無視するとすれば、圧力は上下で同じ、という気がします。管路の抵抗を考えると、距離の長い方が抵抗が大きいので、圧力が上がるような気がします。どう考えても、下がる方向に行かないような気が・・。

 昨日からの日記の目的としては、俺自身が納得したい、ということなので、もう少し俺の考えを書いてみますね。と言いつつ、長くなりそうなので、続きは明日。(このテーマ、長くなりそう・・)


翼の上下の風
3月16日(土)

 今日は娘のプールに来ています。午前中は例によって掃除とか色々やっておりました。昨夜は、艇に積んでいるパソコンのメンテをやろうと思ったのですが、眠くて何もしないで寝てしまいました。一昨日、GPSの通信プログラムをインストールしようとしたけど、うまく入りませんでした。どうもWindowsそのものが調子悪い感じがするけど、詳細は不明。昨夜はWindowsの再インストールをやろうと思っていたのですが・・。

 さて、昨日の日記の続きです。翼に発生する揚力の話ですね。本当のことは俺も知らないですよ。一応、機械工学科出身ですが、いわゆる3力(材料力学、流体力学、熱力学)の流体・熱は苦手でしたから・・(材力はまあまあ。)俺がどのように理解しているか、好き勝手に書きますので、よろしく。

 毎回毎回、へたくそな絵で申し訳ないけど、下の絵を見て下さい。風の中に翼を置いたら、流れはこうなるだろう、という絵です。

翼の説明

 これを見ると、翼前面の上側(P1)は膨らんでいるので、風は上に押し上げられます。押し上げられた部分は、翼の前や下に比べて、風が通る道が狭くなっています。

 で、翼の上と下で、前面から来る空気の量が同じならどうなるでしょうか?道が狭いほうは、水道のホースの先を指でつぶした状態と同じで、この部分の流速は速くなると思います。

 それは何故なのか?物理の基本法則で「質量保存の法則」と言うものがあります。ここにそれを当てはめると、流路の入り口と出口の流体(空気)の質量は一定である、ということになります。明日の日記で、もう少し詳しく説明してみましょう。

 ところで、娘のプールですが、今日はテストをやっています。見た感じでは、上のクラスに進級できそうな感じですね。後で結果を聞くのが楽しみです。
(追記:無事、合格のようです。来週から上のクラスに進級です。娘よ、えらい!)


 今日はJUSTの練習日で、セイリングして来ました。何人か欠席者がいたものの、5名で出艇。風も5〜10ノットとそよそよだったので、人数的には何とかなりました。スピンも上げましたが、ちょっと風が弱かったですね。来週はもっと良い風が吹いて、人も集まるといいですね。

 さて、昨日の日記の続きです。下図を見て下さい。

管路

 この絵のような管路がありました。今、1リットル(1000mm3)の水が流れて来たとします。管の断面積が100mm2であったとすれば、水が流れている長さは10mmになります。ここで、この水が狭い管路(断面積が50mm2)に入ったとすると、長さは20mmです。つまり、長さ的には倍ですよね。

 で、この図の場合、後ろからどんどん水が流れ込んでいる(押し込まれている)ので、前側の水は後側の水の動きに合わせて動きます。図で言うと、A1部では同じ時間に10mm動いていた水がA2部では20mm動きます、ということ。つまり、速度が倍になったということですね。これは昨日の日記にも書きましたが、水道のホースの先を指でつぶすと、出てくる水が遠くまで飛ぶ、ということで直感的に理解出来るでしょう。

 ここで翼の話に戻すと、昨日の絵のように、翼の上では空気が通る道が狭くなっているので、同じ原理で空気の速度が速くなっている、と思います。

 厳密に言うと、空気は水と違って圧縮するので、速度の増加は断面積の変化と比例しないかもしれません。あくまで質量が一定、という法則ですから、体積が一定というわけではありません。けど、ここではそこまで気にしていません。とりあえず、直感的に理解したい、というのが目的です。

 それでは、続きは明日。


 かなり暖かくなってきました。朝は寒くて上着を着て行っても、昼頃には暑く感じるようになって来ました。桜もこの辺りでは、今週が開花との予報です。昨年より早い感じがしますね。金曜日に会社の花見が企画されましたが、参加するかどうか奥様と相談です。

 ところで、日曜日から娘の具合が悪い。風邪だと思うけど、今日は40度近い熱を出して寝込んでいる。何とか早く良くなって欲しいものだが、何もしてやれない・・。日記書いている場合ではないかもしれないが…。。

 さて、昨日の日記の続きです。翼の上と下の流れの速度が変わってきますよ、というのが今までの説明で(俺は)理解できましたが、速度に差が出来るとどういう事になるのでしょうか?

 物理の法則で「エネルギー保存の法則」というものがあります。例えば、走っている車がブレーキをかけて止まりました。この場合、車の運動エネルギーがブレーキ板の摩擦によって熱エネルギーに変わります。つまり、エネルギーは形を変えるだけで、トータルの量は変わりませんよ、というのが「エネルギー保存の法則」です。

 一昨日の日記の絵にこの法則を当てはめてみましょう。翼の上は空気の速度が増加しています。つまり、運動エネルギーが増えているわけですが、これは沸いて出たわけではなく、それと同じ量の別のエネルギーが運動エネルギーに変化しているのです。

 それでは、何のエネルギーが運動エネルギーに変化しているのか?ここから記憶が怪しいのですが(だったらちゃんと調べろって)、内部エネルギーと呼ばれるものだったと思います。どのような物体も分子から出来ており、その分子は運動しています。その運動量に関係したエネルギーが内部エネルギーで、熱エネルギーとは別のものです(だったと思う)。

 で、エネルギー保存則に基づいて、運動エネルギーと内部エネルギーの関係を式に表すとこのようになります。

ベルヌーイの定理

 これがいわゆる「ベルヌーイの定理」と呼ばれるもので、ベルヌーイと言う人が実験による経験則から、このような定理を導き出しました。この式によると、速度の2乗と比例して、圧力が変化することがわかります。

 というわけで、速度が増加する部分では、圧力が低下します。翼に当てはめると、翼の上側の圧力が下がるので、圧力の高い下側から押し上げられる・・という事になります。

 これが一般的な説明に対して、俺が理解している内容です。でも、実際はこの圧力差による力以外に風が翼に当たって翼を直接押し上げる力(凧を飛ばす原理と同じ。凧にベルヌーイの定理に基づく 速度差⇒圧力差 の力が発生しているとは思えない)が作用していて、トータルの力として揚力が発生しているのだと思います。

 では、ヨットではどうなのか?どう思うのか?を明日以降、書いて行きたいと思います。

非常ボタンの写真を更新しました。

 何と2日も日記をサボってしまいました。特に日記が書けない程忙しかったわけでもなく、本来の怠け者ぶりを発揮しただけなのですが、最近そういう事が多くてマズいなあ、と思っています。

 さて娘の風邪ですが、大分良くなりました。ところが、今度は下の息子が風邪引いてしまい、熱は出るわ、ゲロ吐くわ、で母親は休む暇もなく大変です。でも、熱があっても息子は元気で、ちょっと目を離すとテーブルの下に入って遊んでいたり、隣の部屋へ遠征?したり、してますし、食欲もあるようです。(吐くけど)

 早く良くなって欲しいものです。この後、両親がぶっ倒れるというパターンは勘弁して欲しい。

 ところで、先週から続いている揚力の話で、色々メール頂いています。これからヨットではどうなるのか?を考えて行こうと思っていますが、今日のちくわ日記ではチャーリー岸田氏からのメールを紹介しましょう。

 岸田は物理学や流体力学の知識がないので理論的には言えないのだが、ヨットが前に進むこととベルヌーイの定理を結び付けることには、かなりの無理があると思う。
 そもそも、セールは飛行機の翼の形をしていないのに、どうして揚力が発生するのか疑問なのだが、それは今後の専門家の解説を待つとして、問題はその後だ。
 セールのドラフトの位置にも拠るだろうが、セールに揚力が働いているとすれば、その力はブームに対して直角方向に働くだろう。
 ヨットの本では、船の中心線に対して斜め前に向かって働く力をベクトル分割して、横方向の力をセンターボードで消して、残った前方向の力で進むように書いてある。
 しかし、ブームを船の中心線まで引き込んでしまえば、働く力は横方向のものだけであり、全部センターボードで消されてしまうはずだ。
 この理論でヨットが走るのであれば、ブームを船の中心線に対して45°くらいまで出してやって、ヨットに対して「斜め前」の揚力を発生させなければいけないはずだ。
 しかし、クローズのコースでブームを45°も出したら、きっとビリになるだろう。
 そのあたりをどう考えているのか、各位の意見を聞きたい。

こういう疑問は誰でも持っているでしょう。明日からの日記で一緒に考えて行こうと思っています。
今日は祝日ですね。俺は出勤日です。今日も一日頑張りますよー。


 Seaside Cafe「ヨット用語の語源」をUP。日記を除くと久しぶりの更新です。先月末にメーリングリストを作ってみたのですが、こういう会話が飛び交っています。昨日の日記のメールも同じですね。また紹介できることがあると思います。

 今日、家に帰ったらマンションの前に引越し屋のトラックが止まっている。どうやら引っ越して行くようだが、何でこんな夜に引越しするんだろう?

 と思っていると引越しするのは隣だった。隣は昨年の今頃、引っ越して来たので丁度1年だ。まあ、また2週間もしないうちに次に人が引っ越して来るのだろう。このマンションは立地条件が良いので、すぐに次に住む人が決まる。それにしても、何で夜に引越ししているのだろう?

 カミさんに聞いたら、朝の9時からやっているそうだ。そりゃ、時間かかり過ぎだな。荷物を出すのに12時間もかかる引越し・・聞いただけでウンザリする。俺がこの家に引っ越して来た時、引越し屋の手際が良くて、3時間くらいで終わったぞ。もちろん、前もって梱包などは一切やらなくて、の話。うちの荷物が少ないだけなのかも知れないけどね。

 さて、昨日の日記で紹介したメールへの返答です。

 アパレントウィンドアングルが90度で、メインを完全にフラットにしてしまえば、横方向の力がほとんどになると思います。つまり、ヒールするだけで、少しも前に進まない・・・ということに。

ただ、セイルはフラットではなく、カーブしており、その形状と風の角度よって前方向の力が発生しているのではないでしょうか?。一般的な疑問として

「風は前から来るのに、何で前に力が働くんだ?」
と思われるかもしれません。
 クローズホールドの場合、アパレントウィンドアングルが20〜25度なので、その角度でセイルに風が当たります。セイルは風下方向になだらかに膨らんでいますので、それに沿って風上の風は方向を変えられ、その反力が艇に作用します。その当たる角度とセイルの形状がミソなのだと思います。

直感的に説明してみましょう。
三角定規(30-60-90度のもの)の2番目に長い辺に直線定規を当てます。
直線定規を自分からみて前に向け、三角定規の30度の角を手前に向けると、三角定規 のもう一辺は右(か左)に30度方向にあります。この辺をセイルに例えましょう。
(写真を載せてみましたが、わかりづらいですね)

三角定規

三角定規の60度の角がマストで、セイルはバウに対して30度出されていることになります。ここで、クローズの風が来ました。アパレント25度では裏風になりますので、40度くらいにしておきましょう。直線定規を固定して、指で三角定規のセイルの辺を押してみて下さい。
三角定規は前に動きますよね?
この直線定規がセンターボード(あるいはキール)に該当すると思います。

つまり、「セイルは風が当たると前方向に力が作用するような形状をしている」から、ヨットは風上に走れる、という表現が適切で、ベルヌーイの定理などややこしいものを持ち出すと、ますます分からなくなってしまいます。

ところで、岸田さんの言われるように45度までブームを出すと、裏風になりますので、出せても25度くらいでしょう。セイルの形状と風の角度から、どの角度が効率が良 いのかを計算することは可能でしょうけど、それより乗ってみて、実際にセイルを動かしてスピードを見た方が早いです。まあ、結局、そうなってしまいます。

という返答をしたわけですが、この日記をお読みの方はどう思われます?
これに対するチャーリー氏の返答は明日、紹介します。
(何か最近、日記じゃないな)


主婦って大変
3月24日(日)

 ああ、そろそろ寝ないと・・。昨日も今日も家の用事や子供達の相手で1日が過ぎた。ホント、一日なんてアッと言う間。息子が風邪で機嫌が悪くて、おんぶすると背中で寝てしまうのだけど、降ろそうとすると起きて泣くので(普段は降ろしても大丈夫なんだけど)、午前中はずっと寝てる息子を背負って用事を済ませたり、本を読んだりしていた。主婦って大変だな、と思ったぞ。

 さてさて、一昨日の日記の続きですね。何か書いている自分でもわけがわからなくなって来てますが・・一昨日に書いた俺の返答に対するチャーリー氏からのメールです。

 まだ納得できない。

> ただ、セイルはフラットではなく、カーブしており、その形状と風の角度よって
> 前方向の力が発生していると思います。

 これはリーチのツイストのことを言っているのだろうか?
 たとえば、ブームを艇の中心線の真上まで引き込んで、リーチを完全に詰めた場
合。つまり、艇を真後から見たときに、リーチラインがマストと完全に重なるように
した場合はどうなるのだろう?
 この状態では、セイルのふくらみ(ドラフト)は、完全に艇に対して真横。それでも
船は前に進むぞ。

> 三角定規(30-60-90度のもの)の2番目に長い辺に直線定規を当てます。

 これを図に描いて確認してみた。3点ほどヨットとは大きく異なるところがある。

  1.  まず、三角定規の話では、艇の中心線に対してセイルが30°出されていることが前提となっているが、上記のようにブームを完全に引き込んでリーチを閉じた状態では、この30°の角度は発生しない。つまり、直線定規を2本重ねただけになるんだ。
  2.  また、この30°の角度をセイルのラフに対する風の進入角度に例えているのであ れば、それも矛盾が発生する。
     リーチを閉じてしまえば、ラフへの進入角度は艇を押す力になるだろうが、リーチからの風の排出時にその角度はプラスマイナス0になってしまうはずだ。
  3.  この理論では、風と艇とセイルの角度で説明しているが、それでは適切な角度であればセイルが全くの平な板でも艇は風上に進むことになってしまう。
     メインセイルと同じ大きさのベニヤ板をセイルの代わりに取り付けて、艇をクローズドホールドの角度に向けてみたらどうなるだろうか?
      おそらく艇は前には進まないと思う。
 うーーっむ、色々突っ込んで来ますね。
こういう感じでレスポンスがあるのは嬉しいです。明日の日記でそれに対する返答を書く予定・・。明日は久しぶりに酒を飲むことになりそうなので、日記書けるか自信がないなー。
それでは、また。
花見の季節
3月26日(火)

 予告した通り、昨日は日記をサボってしまいました。

 それにしても、そろそろ花見の季節ですね。そういうわけで、今日は会社の花見がありました。今、結構酔っています。そんなに飲んだ気がしていないんだけど。いつも通り、風呂に入って洗濯して風呂掃除したから酔いがまわったのかもしれない・・

 そういうわけで、今日はこれまで。明日も書けるかどうかわからない。と言っておこう。それでは、おやすみなさい。


独身生活・・
3月28日(木)

 いやー、春ですねえ。昼間も夜も何となく眠い感じです。これは医者からもらった薬のせいかもしれませんけど・・。

 実は今週の初めから子供達とカミさんは、お母さんやお姉さん達と北海道旅行へ行っておりました。お父さんやお姉さんの旦那抜きの旅行です。(姉妹って大人になっても仲が良いのですね。姉弟も仲が良いけど、付き合い方が違う)
今日の夜、帰って来て、家の中がいきなり賑やか&荷物だらけになりました。

 というわけで、月〜水と独身生活を満喫しておりました(笑)。けど、結論から言うと、ダラけた生活していただけですな。特に何をやっていると言うわけでもないのに、気が付いたら夜の12時過ぎていたりして、生活に張りがないという感じでした。ま、のんびり出来たということで。

 セイルの話が中途半端のまま終わっていましたね。日記も同じだけど、一度休みが入ると気が抜けてしまうようで、初めの頃のように書かずにはおれん!という強い衝動は全く消えうせてしまってます。とは言え、あと数回、これについても書いてみようと思います。

 それでは、また。


人見知り
3月29日(金)

 Seaside Cafe「洗濯日和」をUP。先週に続いて、コンテンツの更新です。順調なように見えますが、コレが続くのか?来週まで何とも言えないですね。

 カミさん達が旅行に出発した次の日、会社の食堂で昼食を食べている時、隣で食べている人に旅行の事を話しました。

「えっ?洗濯とかどうするんですか?」
「そりゃ、自分でしますよ。と言うか、いつも会社から帰って飯食った後、皿洗い・風呂掃除・洗濯をやってますけどね。干すのはカミさんでけど」
「ふーっむ、萩原さんは奥さんがいなくても大丈夫ですね」
「はいっ、家事の面では何も心配ないです」
〜てな会話でした。確かに全然大丈夫なのですが、やはり一人はつまらないですね。特に話するとかそういうのが無くても、誰かが側にいるということは、俺にとっては必要なんだな、と改めて感じた4日間でした。てなことを書いて、カミさんに読まれたら悔しいので、みんな黙っててくれよな(笑)

 けど、3日もしないうちに「うーーー、どこか旅行でも行ってクレ」と思うのは間違いないな。わはは。人間って本当に勝手ですよね。

 そうそう。4日、顔を見なかっただけで、息子は俺の顔を見ても泣くようになってしまった。まだ風邪が完全に治っていなくて調子が悪いのもあるけど、人見知りする年頃?になったようだ。

 だから、何かとやりにくい。カミさんが風呂に入っている間に、息子をおんぶして洗い物をしていても、背中でワーワー泣いている。可哀相だけど、お父さんには慣れてもらわないと困る。

 けど、北海道旅行中、カミさんも1日中スキーに行っており、息子はばあちゃん(カミさんの母親)が見てくれていたので、カミさんでも泣くんだよな。つまり、ばあちゃん以外は誰もダメみたい。わははは。さすがに家に帰ってきたら、カミさんは一日中息子と接することになるので、今日の時点では慣れたみたいです。

 娘も旅行中にスキースクールに入って、スキーの練習をしてみたそうですが、横歩きで挫折して泣いて帰って来たそうです。何とも娘らしい・・。ウィンタースポーツなんてやらなくてもいいぞ、娘よ。冬は暖かい部屋で本でも読んで、外が暖かくなったら海に行く、これが正解。

 あ、セイルの話書くと長くなってしまうな。このまましばらく謎のままにしておこうか。面倒臭くなってきたし、ヨット関係以外の人のウケは悪そうだし。イラストを書く練習をしてから、出直すことにします。ご意見&ご質問は掲示板に書き込むか、メール下さい。


平和な土曜日
3月30日(土)

 昨夜は大雨だったけど、今日は朝から晴れて、風の強い、春らしい一日だった。恒例の朝の掃除を適当にやって、午前中は医者と床屋に行くと、もう昼に。医者は空いているし、診察時間も短いのだけど、床屋は混んでいた。思わず置いてあった「北斗の拳」を読みふけってしまったぜ。

 昼からは自宅のパソコンで作業。前から溜まっているDATから取り込んだ音楽ファイルの整理をやることにした。他にもやりたいことはあるのだが、1つづつ片付けて行くしかないので、今日はこの作業。

 カミさんと子供達はカミさんの実家へ行っているので静かだ。実家には甥っ子2名が遊びに来ているので、何ともありがたい話。こんな天気の良い日に半日パソコンに向かっているというもの不健康な話なのだが、普段出来ないことを片付けるのは精神衛生上、良いことだ。

 とパソコンをポチポチいじっていると玄関の戸がガチャッと開いて、ドドドドっと子供達の走る音が・・なんだ?全員で遊びに来たのか?その後、我が家は遊園地状態に・・。子供が3人もいると、本当に賑やかですな。隣に引っ越して来た人が挨拶に来たのだが、子供が3人もドドドッと走って来て、驚かれたことでしょう。わはは。

 夕方はカミさんの実家で、息子の希の誕生日祝い。明日で1歳になるお祝いだけど、さすがにケーキのロウソクを吹き消すとかは出来ないみたいだ。実家には、ばあちゃんがいるので、息子も機嫌が良いけど、連れて帰ってからが大変だった。

 そんなわけで一日が終わり、夜、1991年の「KOBEセッション」をDATからパソコンへ録音していると、その中に「よのすけ&ホームランブラザーズバンド」のステージが入っているのを発見!ドラムの村上ポンタが大ファンで呼ばれて来たようなのだが、これがもう最高。プロの漫才師のようなボケ&ツッコミに、演奏する曲もBBキング、バディ・ガイ、ローリングストーンズ、グランドファンクレイルロード、サンタナ、サイモン&ガーファンクル・・と多彩で、しかも全部オチがついているという素晴らしさ。こういう人達がいる大阪って凄い。

 DATからの録音も、あと半分(15本くらいかな)で終了。頑張ろう。


息子の誕生日
3月31日(日)

 今日は俺の息子、希(のぞみ)の誕生日。今日で1歳です、1歳。昨年の今日、生まれたんですよね。ホント、一年なんてあっという間です。来年の日記を書く頃には、家中を走り回っていることでしょう。

 で、俺はヨットに行ってきました。朝7時半に家を出て、マリーナ着いたのは8時半前。途中、コンビニに寄って昼飯を買い、ついでにトイレも借りたので、それくらいかかってしまいました。

 マリーナに着いてから、みんなが来るまでに時間があるので、ヨット用パソコンとハンディGPSの接続の設定をやったり、オーニングの破れた個所を縫ったりしていました。

 今日は5人で練習。風はまあまあ。マリーナを出て、メインをホイストし、ライトジェノアを上げて練習しました。沖に出ると、スウィート・アロハさんとかペルシェさんが練習していて、一緒に練習することが出来て楽しかった。

 やはり一艇だけで走っているより、他の艇と一緒に走るのは楽しいですし、練習になりますね。来週はレースなので、各艇、気合が入っていたような気がします。こちらはギリギリの人数だけど、頑張りたいと思います。忙しいなあ。

 さて、いよいよ3月も今日で終わり。明日から4月ですね。会社の俺の部署にも新入社員が入ってくるという話ですし、俺も心を入れ替えて、新たな気持ちで頑張りたいと思います。明日は筋肉痛かな・・


非常の時押して下さい。


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