>> 自然の科学 >  >> 物理

シャワーカーテン効果 :シャワーカーテンが私を殺そうとしているのはなぜですか?

<ブロック引用>

シャワー カーテンは、カーテンの両側に存在する空気の圧力差により、体に引き寄せられます。

シャワーカーテンがあなたを殺そうとしたことがありますか?

大げさかもしれませんが、温かいシャワーを浴びようとして入ったのに、数秒後にシャワーカーテンが肌に張り付いてしまったときのことを言っているのです。これは、科学者でさえも、誰も避けたり理解したりすることができないような神秘的なものの 1 つです。温かいシャワーでも冷たいシャワーでも、カーテンは常にあなたに向かって流れてきます。では…なぜこの奇妙なことが起こるのでしょうか?

シャワー カーテン効果がなぜ発生するのかは、誰にもわかりません。

シャワーカーテン効果は、シャワーが流れている間のシャワーカーテンの内側への動きに与えられた正式な名称であり、決定的な証拠では説明されておらず、理論のみで説明されています.しかし、これらの理論の 1 つがノーベル賞を受賞しました。いいえ、私たちのほとんどが聞いたことのあるノーベル賞ではありませんが、それでも印象的です!マサチューセッツ大学の助教授である David Schmidt は、シャワー カーテン効果に関する研究で 2001 年にイグ ノーベル賞を受賞しました。

これらの理論のいくつかを議論し、シャワー カーテンが私たちを殺そうとしているように見える理由を突き止めましょう。

理論 #1 – 空気密度の違い

理論の1つは、カーテンの内側への動きは、カーテンの両側の気圧の違いによるものである可能性があることを示唆しています.この圧力差は、空気密度の違いによって生じます。シャワーヘッドから噴射される温水が周囲の空気の温度を上昇させます。暖かい空気は、冷たい空気より密度が低く、シャワーの上部に上昇します。

上部では、暖気の励起された原子が天井とシャワー ハンガーの間のスペースから出ます。これにより、内部に低気圧の領域が作成されます。比較的高い圧力にある外気は、カーテンの下部から低圧領域に向かって加速します。カーテンを引きずります。

外側の高圧領域からのこの空気の移動により、外に出た暖かい空気が置き換えられ、内側に低圧領域が作成され、シャワー カーテン効果が生じると多くの人が信じています。

しかし、冷たいシャワーを浴びているときにシャワーカーテンがまだあなたの方に引き寄せられている理由を説明しようとすると、この説明は不十分です!

理論 2 – ベルヌーイの原理

この次の理論は、シャワー カーテンがあなたにまとわりつくのは、ベルヌーイの原理によるものであると主張しています。ベルヌーイの原理は、流体の速度の変化と圧力の変化を関連付けます。原理は、「流体の速度の増加は流体圧力の減少と同時に起こり、逆もまた同様である」と述べています。動作中の原理の主な例としては、ノズルを通る流体の流れ、飛行機の翼による揚力の生成、野球やフットボールで達成されるスピンなどがあります.

シャワーカーテン効果については、シャワーヘッドから噴出する水が、それを切り裂く空気分子を加速させると仮定して理論を適用します。ベルヌーイの原理によると、この空気分子の速度の増加は、気圧の減少を伴います。ただし、カーテンの外面の空気の速度と圧力は同じままです。したがって、カーテンの両側で圧力差が確立されます。

前の理論と同様に、圧力差により、シャワー カーテンが低圧領域に向かって内側に移動します。

でもちょっと待って。すべての仮定にはいくつかの例外があります。

ベルヌーイの原理は、等エントロピー流 (本質的に断熱的で可逆的な流れ) にのみ適用され、液滴には適用されないため、シャワー カーテン効果に関するこの説明は確かに議論の余地があります。

理論 #3 – 水平渦による

それでは、強力な根拠を持つ最終的かつ唯一の理論を見てみましょう。この理論は、デイビッド・シュミット氏の研究に基づいています。彼の当時の仕事は、スプレーと、燃料インジェクターなどの開口部から放出されたときにどのように振る舞うかに関係していました。スプレーとその挙動を研究するために、David はコンピューター シミュレーションを利用しました。

理論は、シャワーを巨大な水しぶきと見なすことから始まります。 Schmidt 氏は、標準的なシャワーの 3D モデルを作成し、細部の多くも考慮しました。彼は、シャワー浴槽、カーテン ロッド、シャワー エリア以外の部屋の残りの部分、シャワー ヘッドなどを含めました。

その後、David はモデル化したバスルームで約 2 週間シミュレーションを実行しました。シミュレーションの結果、シャワーからの水しぶきが水平渦を発生させることがわかりました。渦は、中心軸線の周りを回転する流体の塊です。竜巻とサイクロンは、自然に発生する渦 (渦の複数形) の例です。

渦の目とも呼ばれる中心部は、低圧領域です。これが、物や人でさえもサイクロンに吸い込まれる理由の 1 つです。

シミュレーション結果に戻ると、噴霧水によって作成される渦の軸は、カーテン表面に対して垂直です。ボルテックス アイの低圧がシャワー カーテンを引き込みます。

まだ興味があり、渦の動きを見たい場合は、David 自身の言葉に従ってください。

<ブロック引用>

「誰でも私のモデルをテストできます。それを確認する最善の方法は、シャワーをオンにすることです。冷たい水で十分です。軽くて薄いシャワー カーテンと強力なシャワー ヘッドを使用します。シャワーの外に立って、頭を突っ込み、煙を吹き込みます。渦が水滴によってどのように駆動されるかがわかります。」

結論

3 つの理論すべてに共通の議論があります。つまり、シャワー カーテンの動きは、カーテンの内側と外側の表面の間に存在する圧力差によるものです。ただし、シャワー内に低圧領域が作成される理由は、これらの理論を区別するものです.前述のように、David Schmidt は彼の理論でイグ ノーベル賞を受賞しました。これは、絶賛されたノーベル賞のパロディであり、最初に人々を笑わせ、次に考えさせた研究者に授与されます!

知っておくと良いことは、渦の吸引圧がかなり低く、重いカーテンを引き付けるには不十分だということです.そのため、シャワー カーテンのべたつきに疲れた場合は、重いカーテンに切り替えるか、カーテンを完全に閉じるのではなく、片側に少し隙間を空けることを検討してください。その他の解決策としては、シャワー ヘッドを水をあまり噴霧しない代替品に交換するか、水圧を下げる方法を見つけることが含まれます。


  1. 自然が六角形を好む理由
  2. Smashing view:ハンマーでさえこのガラスを壊すことはできません
  3. 運動量の次元式
  4. 目に見えない光はありますか?
  5. 将来の米国の核融合研究はオプションを開いたままにしておくべきである、と報告書は結論付けています
  6. 量子世界と重力をつなぐ超精密時計