Kumamoto University ペットボトルロケットの力学 自然科学研究科機械知能システム 森 和也.

Slides:



Advertisements
Similar presentations
音・音速 遠くから聞こえてくる優しい,海 の音 海の波. 音とは?  音(おと)とは、物理学的には物体を通して縦波として伝 わる力学的エネルギーの変動のこと。 波動としての特徴 (周波数・波長・周期・振幅・速度など)を持つ。 物理学物体縦波力学的エネルギー 波動周波数波長周期振幅速度物理学物体縦波力学的エネルギー.
Advertisements

減衰自由振動の測定 理論と実験手順. この資料の内容 振動現象の重要性 実験の目的 学んだ振動の種類と特徴 振動のメカニズム 実験装置と方法.
魅せる実験の探索 -定時制高校における物理実験の試みから- Exploring How to be Inspired - Trial in the Physics Experiment at Night High School - 第40回 物理教育研究集会 Sat 於 ハービス.
1 運動方程式の例2:重力. 2 x 軸、 y 軸、 z 軸方向の単位ベクトル(長さ1)。 x y z O 基本ベクトルの復習 もし軸が動かない場合は、座標で書くと、 参考:動く電車の中で基本ベクトルを考える場合は、 基本ベクトルは時間の関数になるので、 時間で微分して0にならない場合がある。
土木基礎力学2・土質 圧密現象と圧密試験.
内燃機関と外燃機関.
傾圧不安定の直感的理解(3) 地上低気圧の真上で上昇流、 高気圧の真上で下降流になる理由
気体の熱的挙動 KANO 気体の挙動.
パルスパワー Pulsed Power Technology
今後の予定 7日目 11月 4日 口頭報告レポート押印 前回押印したレポートの回収 口頭報告の進め方についての説明 講義(4章),班で討論
熱と仕事.
相の安定性と相転移 ◎ 相図の特徴を熱力学的考察から説明 ◎ 以下の考察
1.ボイルの法則・シャルルの法則 2.ボイル・シャルルの法則 3.気体の状態方程式・実在気体
建築環境工学・建築設備工学入門 <空気調和設備編> <換気設備> 換気設備 演習問題
環境表面科学講義 村松淳司 村松淳司.
医薬品素材学 I 1 物理量と単位 2 気体の性質 1-1 物理量と単位 1-2 SI 誘導単位の成り立ち 1-3 エネルギーの単位
音の物理的性質(その1) 音(sound) ・音波(sound wave)とは? 騒音(noise)とは?
医薬品素材学 I 3 熱力学 3-1 エネルギー 3-2 熱化学 3-3 エントロピー 3-4 ギブズエネルギー 平成28年5月13日.
国際物理オリンピック実験試験のシラバス 1.標準的な実験器具・装置が使える(マニュアル無しで使える):
有効座席(出席と認められる座席) 左 列 中列 右列 前で4章宿題、アンケートを提出し、 4章小テスト問題、5章講義レポート課題を受け取り、
2009年8月27日 熱流体力学 第14回 担当教員: 北川輝彦.
平成25年度 東京工業大学 大学院基礎物理学専攻
超磁歪アクチュエータを用いた キャビテーション発生機構における 機械的特性の解析
高等学校(工業) 国際単位系(SI).
スパッタ製膜における 膜厚分布の圧力依存性
1.Atwoodの器械による重力加速度測定 2.速度の2乗に比例する抵抗がある場合の終端速度 3.減衰振動、強制振動の電気回路モデル
相対論的重イオン衝突実験PHENIX におけるシミュレーションによる charm粒子測定の可能性を探る
第4回 放射輸送の基礎 東京大学教養学部前期課程 2015年冬学期 宇宙科学II 松原英雄(JAXA宇宙研)
電界(電場)は 1C に 働く力.
反応性流体力学特論  -燃焼流れの力学- 燃焼の流体力学 4/22,13 燃焼の熱力学 5/13.
重力レンズ効果を想定した回転する ブラックホールの周りの粒子の軌道
第4回 放射輸送の基礎 東京大学教養学部前期課程 2014年冬学期 宇宙科学II 松原英雄(JAXA宇宙研)
科学的方法 1) 実験と観察を重ね多くの事実を知る 2) これらの事実に共通の事柄を記述する→法則 体積と圧力が反比例→ボイルの法則
IPチェンバー真空引き試験 大録 誠広.
コンクリートの強度 (構造材料学の復習も兼ねて)
建築環境工学・建築設備工学入門 <空気調和設備編> <空気調和設備> 加 湿 [Last Update 2015/04/30]
国際物理オリンピック実験試験のシラバス 1.標準的な実験器具・装置が使える(マニュアル無しで使える):
気体の熱的挙動 KANO 気体の挙動.
電磁気学Ⅱ Electromagnetics Ⅱ 6/23講義分 電磁場の運動量 山田 博仁.
2009年5月21日 熱流体力学 第6回 担当教員: 北川輝彦.
プレチャレンジ at 平成24年度 女子中高生夏の学校2012 ~科学者・技術者のたまごたちへ~ サイエンスアドベンチャー
計測工学15.
川崎浩司:沿岸域工学,コロナ社 第2章(pp.12-22)
雲の発生 < occurrence  of  clouds >  吉田 真帆 .
化学工学基礎 −後半の後半− 第1回目講義 (2009年7月10日) 1 担当 二又裕之 物質工学1号館別館253ー3号室
電子物性第1 第9回 ー粒子の統計ー 電子物性第1スライド9-1 目次 2 はじめに 3 圧力 4 温度はエネルギー 5 分子の速度
有効座席(出席と認められる座席) 左 列 中列 右列.
Diffusion coefficient (拡散係数)
相の安定性と相転移 ◎ 相図の特徴を熱力学的考察から説明 ◎ 以下の考察
連続体とは 連続体(continuum) 密度*が連続関数として定義できる場合
バッフル冷却について T. Sekiguchi.
3-2 跳水の水理と不連続急拡・急縮水路の流れ
2009年4月23日 熱流体力学 第3回 担当教員: 北川輝彦.
2009年7月9日 熱流体力学 第13回 担当教員: 北川輝彦.
電磁気学Ⅱ Electromagnetics Ⅱ 5/29講義分 電磁場の運動量 山田 博仁.
2009年7月2日 熱流体力学 第12回 担当教員: 北川輝彦.
低温物体が得た熱 高温物体が失った熱 = 得熱量=失熱量 これもエネルギー保存の法則.
建築環境工学・建築設備工学入門 <空気調和設備編> <換気設備> 自然換気の仕組みと基礎
これらの原稿は、原子物理学の講義を受講している
今後の予定 7日目 11月12日 レポート押印 1回目口頭報告についての説明 講義(4章~5章),班で討論
宿題を提出し,宿題用解答用紙を 1人2枚まで必要に応じてとってください 配布物:ノート 2枚 (p.85~89), 小テスト用解答用紙 1枚
惑星と太陽風 の相互作用 惑星物理学研究室 4年 深田 佳成 The Interaction of The Solar
熱量 Q:熱量 [ cal ] or [J] m:質量 [g] or [kg] c:比熱 [cal/(g・K)] or [J/(kg・K)]
有効座席(出席と認められる座席) 左 列 中列 右列.
高圧ガスの取り扱い規則と安全確保 おと 理学研究院  音 賢一.
・Bernoulli(ベルヌーイ)の定理
相の安定性と相転移 ◎ 相図の特徴を熱力学的考察から説明 ◎ 以下の考察
2009年6月18日 熱流体力学 第10回 担当教員: 北川輝彦.
外部条件に対する平衡の応答 ◎ 平衡 圧力、温度、反応物と生成物の濃度に応じて変化する
臨界温度比推定のために熱音響エンジンを 定常発振させる時変ゲインを用いた 定エネルギー制御系の安定性解析
Presentation transcript:

Kumamoto University ペットボトルロケットの力学 自然科学研究科機械知能システム 森 和也

Kumamoto University 目次 ペットボトルの推力計算 最高到達距離の計算

Kumamoto University ペットボトルの推力計算 水

Kumamoto University 水の出る速度?推力? 圧縮空気 p 水 Video v ? F ?

Kumamoto University v p 速度E+位置E+圧力E=一定 m0 m0v2 + m0gz + p = Const. 2 r エネルギー保存 ベルヌーイの定理 v 圧縮空気 p 水 流線 速度E+位置E+圧力E=一定 m0 m0v2 + m0gz + p = Const. 2 r

Kumamoto University m0 m0v2 + m0gz + p = Const. 2 r v2 p エネルギー保存 ベルヌーイの定理 エネルギーによる表現 m0 m0v2 + m0gz + p = Const. 2 r 一般的な水頭による表現 v2 p + z + = Const. 2g rg

Kumamoto University 水の噴射速度 圧縮空気 v p=0 v=v0 p=p0 v=0 水 2 p v = r

自転車空気入れによる空気圧 Kumamoto University 1気圧(海上でと圧力) =101325Pa (N/m2) ≒10 N/cm2 ≒1.0 kgf/cm2 空気入れの圧力 75 psi = 75×0.068 気圧 =5気圧

Kumamoto University 絶対圧力とゲージ圧力 絶対圧力は真空を基準 ゲージ圧力は大気圧を基準 目盛りのよみは ゲージ圧

水の噴射速度 Kumamoto University v p=0 p0=1.0×106Pa v0=? v=0 v2 p 5×105 v02 圧縮空気 v p=0 v0=? p0=1.0×106Pa v=0 水 v2 p 5×105 v02 + z + = = 2g rg 1000×9.8 2×9.8 v0= 33.6 m/s

Kumamoto University v0= 44.7 m/s d =8.5mm F=? p0.00852 推力計算 運動量保存 v0= 44.7 m/s 圧縮 空気 d =8.5mm 水 F=? p0.00852 Ft = mv0= V0 r v0= 33.6× ×1000×33.6 4 F=64.1N

推力の計算例 M16を毎秒何発下向きに打てば浮きあがれる? M16:22口径 v = 500 m/s m = 8 g

圧縮空気の圧力変化? pVg=const. p=p0(V0/V)g Kumamoto University 断熱膨張 g =比熱比 水 p=p0(V0/V)g v ? F ?

圧縮空気の圧力変化? Kumamoto University 0.001 0.0005 500000 44.7 0.02 0.04 0.06 時間 (s) 空気体積 (m3) 水体積 圧力 (Pa) 水速度 (m/s) 0.001 0.0005 500000 44.7 0.02 0.04 0.06 ・ Max0.0015

Kumamoto University 最大力積を生む初期水の量? D力積=FDt=Dmv=Arv2Dtを積分する 力 時間

最大力積を生む初期水の量? Kumamoto University D力積=FDt=Dmv=Arv2Dtを積分する 0.001 0.0005 時間 (s) 空気体積 (m3) 水体積 圧力 (Pa) 水速度 (m/s) 力積 (Ns) 0.001 0.0005 500000 44.7 0.02 0.04 0.06 ・