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課題研究2
 水と空気の流体実験

科学技術基礎:機械分野
研究課題:水と空気の流体実験
                                    学年クラス 番号 名前
(1)、(2)は授業で習った為省略。

(3)野球のボールがカーブする理由
まず、ボールが回転せずに飛んでいる場合を考えます。すると空気はボールに沿って流れていくので次の図のようになります。

(画像1)

また、跳んでいない状態でその場で自転しているようなボールの周りの空気はボールの回転に引きずられて回転する事になります。

(画像2) (画像3) (画像4)

ボールは周りの空気を運動させることによって、エネルギーを失っていきます(空気を運動させるためにエネルギーを消費するため)。つまり、ボールの回転速度は徐々に低下していくことになります。ちなみに、このボールと空気の間に抵抗がない場合は、周りの空気を回転させることはできません。

 この図1.2(a)と図1.2(b)の流れを重ね合わせたものが図1.2(c)になります。回転しながら飛んで いるボールは、この力Fによって、曲がることに なります。このような力の効果は、飛行機の翼の揚力と基本的に同じものです。

つまり、野球のボールがカーブする条件としては、ボールが空気を受けている状態において、ボールが自転しているとき、空気はボールの回転に巻き込まれて円を描くように回転するのです。そうなる事によって、回転しながら飛んでいるボールは結果的にはカーブする、という結論に至るのです。

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