空気の付加質量について

質問

1. 空気の付加質量の定義について教えて下さい。
2. 大きな風船をブルブルと揺らしたときに、その速度によって空気の付加質量は増加するのでしょうか。

全然専門外なので、質問の意味がおかしいところがあるかもしれませんが、お分かりの方がいらっしゃったら、教えて下さい。

回答No.2

mankame · ベストアンサー

その速度によって・・・と仰っている事から推測すると、慣性の効果についてお考えなのでしょう、たぶん。
重い物ほど動かすのに力が要り、止めるのにも力が要るという慣性の法則です。
風船を左右に振る(つまり加速・減速する訳ですな)場合も、風船のゴムの皮と中の空気の両方の重量を手の力で動かしている事になります。
ふつう加速減速に伴う重さの事を「慣性質量」という言葉で言います。
負荷重量とは言いませんな。
この場合の慣性質量は、ゴム風船＋中の空気　です。
つまり物体の持つ固有の質量ですから、それ自体は変化しません。
速度と言うか、正確には加速減速の素早さ、つまりブルブル揺らすペースによって、手に感じる力は変わります。
手に感じる力＝手の感じる重量　とも言えますかな。
速くブルブル動かす時の方が、風船に加える力が沢山要りますから、手には重く感じられます。
まあ、これを貴方は負荷重量と仰っているのでしょう
・・・たぶん。
とうぜん、空気にも質量がありますから、ブルブル振る時の手応え(重量感)は存在します。
こんなとこでお分かり頂けたでしょうか？

お礼

回答ありがとうございます。

慣性質量という言葉を初めて知って、調べてみたのですが、相対性理論とかに出てくる言葉なんですね。
付加質量というのは、流体力学などで使われる言葉のようです。仮想質量ともいうようですが…。
この付加質量は、物体がある流体の中で加速度運動をしたときに問題になるようで、「物体の物体の加速度」と「円柱の質量」と「物体の形状」によって変化するようなのですが、構成方程式をたてるときにどのように式に追加すれば良いのかがわからないんです…。

回答No.3

N64

>どのように式化するのか
多分、ふうせん自体の振動と、ふうせんの中の空気の振動、それから、ふうせんの外の空気の振動を、分けて、振動方程式を立てて、連立で解くような感じになるのでしょう。ふうせんから見れば、振動のエネルギーが、周りの空気に奪われる減衰振動。中や周りの空気は、ふうせんの振動の力を受けて振動する減衰振動にでもなるのでしょうか？簡略化したモデルを考えて、近似的に解くしかなさそうです。まあ、回答にも、アドバイスにもなりませんが、ヒント程度にはなるでしょうか。

回答No.1

N64

私も全く専門外ですが、ふうせんの内外の空気の存在の影響が無視できないということでしょう。

参考URL：

http://www.isas.ac.jp/docs/ISASnews/No.192/ken-kyu.html

お礼

回答ありがとうございます。

そうなんです。
空気の存在が無視できないということなんですが、その影響をどのように式化するのかがわからないんです…。