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ダイラタンシー振動実験(予備実験) 

既にダイラタンシー振動実験の速報版をアップしてますが、まとめを書いていなかったので遅まきながらまとめ。

ダイラタンシーとは、細かい粒子...たとえば片栗粉、海の砂など水に溶けないものと水の混合したもので、水と粒子が一定の割合になると固体と液体の両方の性質が現れる状態だ。

たとえば片栗粉を水で溶くと、ドローっとしながら一応は流れる。しかし力を加えると固くなる。だから早く器から流そうとスプーンを使うと逆に固くなって移すのに時間がかかったりする。

このダイラタンシーに振動を加えるとどうなるか。振動も力の一種。
これをやってみた。
100707a.jpg
■用意するもの
 片栗粉(安いのでお勧め)
 水
 ボール(器)
 振動するもの(小刻みに振動する電動歯ブラシとか)

ダイラタンシー状態にするには、片栗粉1に対し同じ量の水でいいと思う。加減が難しいので少しずつ片栗粉に水を入れ、よく混ぜながらたまに握って固まった後ドロリと液状化する状態がよい。

間違って水の量が多くなってしまった場合は片栗粉を追加するよりも、しばらく放置し片栗粉が沈澱したところで上澄みを捨てたくらいがダイラタンシーに近い状態になる。

匝はこれをアルミの器に移し、実験用加振器で振動を加えた。

実験用加振器なので振動数を変化させることができる。
ゆっくりした振動から速い振動まで試したところ40ヘルツ(1秒間に40回上下する)から50ヘルツの間で、まさに生きているがごとく動き回るのが観察できた。

もっとも40ヘルツの振動を加えればいいのかというと振幅、つまり上下する距離がある程度ないといけない。つまり1秒間に40回上下させるにしても大きく振るか小刻みに振るかの違いも大切だということ。残念ながら変位センサをつけていなかったので振幅はわからない。

ここで考察すると片栗粉の粒子では40から50ヘルツのある振幅で固有振動数があるのではないかと考えられる。固有振動数とは、振動に合わせて大揺れになる状態っていうのかな。だから40ヘルツよりもゆっくりだと波も立たず、50ヘルツより速くてもニョロニョロとしないわけだ。もちろん振幅も影響する。

すると片栗粉以外、たとえばトウモロコシの粉のコーンスターチとか、小麦粉とかは何ヘルツで大きく揺れるのか、などなど興味が尽きない。
ま、固有振動についてはまたの機会に実験しよう。

この振動が音でもニョロニョロと動き回ることができる。だからスピーカーにダイラタンシー状態の液体を載せ、音楽を流すと音に合わせてニョロニョロさせることもできるだろう。





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