はじめまして,こんばんわ! もしかして,以前にも同じ質問があったかもしれませんが,どうかきいてください. 「打ち上げ花火はどうして円く見えるのでしょう?」というものです.いままでそんなことまったく気づきませんでしたが,言われてみると,確かに360度違った方向に放出されるのにどうしてきれいな円がつくれるのか不思議です. 運動方程式も加えて教えてもらえるとうれしいです.どうかお願いします!
ピーチさんはじめまして.この夏は2回ほど打ち上げ花火を観に行きました.花火はきれいですが,音が聞こえないと実に味気ないですよね.
本題の花火ですが,花火には「割物」,「ポカ物」,「型物」等があり特に「型物」は花火が開く角度,又は見る角度によって異なった形に見えるそうです.ですが,大体は横から見ても下から見ても上から見ても,真ん丸に見えるように作ってあります.
とうわけで正解としては「だいたいの花火は球状になるようにつくってあるから」になります.球状にするには,花火の火薬を球の中に入れて爆発させているようです.物理とからめるには,運動方程式よりも運動量保存則でしょうね(運動方程式は拡がった後の花火の,火の粉が落ちる場合などに適用するといいです).
爆発させる前と,爆発させた後とで運動量が保存されなければいけません.爆発する前の運動量がゼロだとすると,爆発させた後もゼロになる.そのためには球対称になると.でも球でなくても対称ならばよいので,円とかそいういう形の花火もあります.この場合はある角度では円,ある角度ではただの直線になってしまいます.
# 過去ログ[0002]のシュレ猫さん,やかんさんの回答を参考にしました.
ちなみに,花火の色は炎色反応で説明できます.
運動保存則というのがよく分からないのですが・・・ 花火には運動保存則がはたらいているので,火薬が放出されたとき,上に飛ばされるよりも下に飛ばされたほうが重力にひきつけられるから速い,という考えはしないということですか?
# 「運動」保存則ではなく「運動量」保存則ですね(^^
> 上に飛ばされるよりも下に飛ばされたほうが重力にひきつけられるから速い, > という考えはしないということですか?
重力の影響はとても少ないので無視するという考えです.これは運動量保存則とはあまり関係がありません.前回の回答では花火の爆発が重力よりもうんと大きい,という前提で話をしていました.精密に調べればもちろん,ピーチさんのおっしゃる通り下に飛ばされる方が重力を受けるぶん速いです.
が,爆発のときの速度に比べて,重力の与える速度変化は微々たるものなので,実際に人間が花火を見る分にはほとんど影響がありません(花火が拡がる瞬間においては).花火がひらいてしばらくすると,爆発の速度は小さくなりますので,重力の影響を受けて(上や横に飛んだ)花火のカケラが放物線を描いて消えてゆきます.
分かりにくい説明になってしまいました(^^;; ↑こちらの参照先の方がよく理解できるかと思います.
いろいろとありがとうございます!参考になりました. 今高2なのですが,このまえの物理のテストは半端じゃなく難しかったです・・(焦) ーそういうわけで,分からないことがあったらまた質問にくるかもしれないので,そのときは再びよろしくお願いします(^0^)」
高2ということは物理習いはじめたころですね.ピーチさんが物理好きになることを願ってます.またなにかあったらいらしてください.お待ちしてますー.