火山について教えてください。

質問

(1)奈良県のニ上山は昔火山だったらしいのですが、火山フロントより太平洋側ですよね？なぜ火山フロントより日本海側じゃないのに火山活動があったのですか？

(2)火山豆石がどのくらいの速さで落ちてきたら人が死んでしまうのか？また終端速度はどうなるのか？

(3)45°の弾道であれば火山弾は初速度何kmで飛んだのか？距離はXとおく。

まったくわからないのでよろしくお願いします。

回答No.2

jun1038 · ベストアンサー

こんばんは。学生さんのレポートかな。
どれも非常に専門的な内容なので、不完全な回答しか私にはできませんが、
できれば是非レスポンスを頂きたいものです。

火山学、あるいは火山防災学のような講義のレポートではないでしょうか。
とすれば、一番参考になるのはご自身の講義ノートのハズですよ。

（１）二上山は、第四紀火山ではありません。
今から１５００万年ほど前に活動したようです。
当時の火山前線は、現在のものより太平洋側にあり、
その後時代の経過とともに日本海側にシフトしていったようですね。
素人の私が勝手に考えるには、
もし現在と同じようにフィリピン海プレートの沈み込みが
西南日本の火山の発生に関係しているなら、
・沈み込みの場所が現在より沖合いにあった。
・沈み込みの角度が現在より急であった。
のどちらかだと思います。
このころ起こったとされる日本海の発生・拡大とも
関係しているのかも知れません。
講義ノートではどうなっていますか。
参考ＵＲＬも見てみて下さい。

（２）火山豆石は、火山灰が噴火の際に空気中の水蒸気などの働きで
くっつきあって丸く集まったものだと記憶しています。
直径はたかだか１ｃｍほどで、火山岩片などより密度が小さく、
したがって終端速度も小さいそうなので
火山豆石で死亡することはほとんどないような気がします。
ただし、過去の噴火の堆積物中に、直径１０ｃｍほどの火山豆石が見られる
ようなことをどこかのwebページで見たように思いますので、
例外的に大きなものなら、ヒトを殺傷することもあるのかも知れません。
たぶんおそらく、講義の時に、先生がどこかの論文から引っぱってきた、
標準的な火山豆石の密度の測定結果や、その密度の球体が示す終端速度の表、
あるいは速度と死傷率などの表がプリントされて配られていると思うので、
それを参考にするしかないように思います。

（３）４５度は、火山弾が射出された角度ですよね。
もし、空気の抵抗が無く、射出した火口と着弾点が同一平面上なら、
これは高校生の物理の問題で、答えだけ書けば、
（途中の式は高校の教科書や参考書を見て下さい）
初速度をＶ、２点間の距離をＸ、重力加速度をｇとして、
　Ｘ＝Ｖ＾２／ｇ　の関係があり、
すなわち　Ｖは、ｇ*Ｘの平方根となるので、
あとはｍとｋｍのような単位に気を付けて答えれば良いはずです。
でも、これではあまりに簡単すぎるし、（２）で空気抵抗による
終端速度などを議論しているので、
多分、初速度をｘ方向とｙ方向に分解して、
それぞれに空気抵抗の項を入れた方程式を立てて
それを解くことになるのではないでしょうか。
多分講義ノートのどこかに方程式が書かれていると思いますよ。
私にはここから先は時間がかかりそうだし、biscoさんの勉強にもなると
思いますので、ぜひ方程式を解いてみて下さい。

それでは。

参考URL：

http://hakone.eri.u-tokyo.ac.jp/kazan/Question/sr/qa-125.html

回答No.3

nozomi500

再度。
「４５度の火山弾」ですが、
たぶん、いろんな角度で飛び出したもののうち、「最も遠くまで飛ぶのは、４５度で発射された場合である」という前提があって（これは中学校でやる？）、そのうえで、「最も遠くまでとんだものがｘｋｍ（ｘに単位がついていなければ、「初速度何ｋｍ」＝「何ｋｍ/ｈかな？」という単位がつかない）先まで到達した場合、火山弾の初速はどれだけと推定されるか？」という問題だったわけでしょうね。

（1）の終端速度については、空気抵抗がありますから、（なければ、初速と同じになる）、（３）で４５度が最長距離になる前提である「真空中」の条件と矛盾するような気もしますが・・。（ホームランを飛ばすのには、空気抵抗があるから、３０度ぐらいで打たなければいけない、とか。カブレラなら、４５度でも天井にぶつけて文句なしの認定ホームランでしょうが）

※まず、レポートの「答え」を人に聞いちゃいけませんよ。

回答No.1

nozomi500

（1）そもそも、太平洋って、火山帯だらけでしょう？全島避難の三宅島だって。
（2）エネルギーは質量と速度で決まるので、大きなものなら、1ｍ上から落ちたのに当たっても死にます。殺人事件で、石で殴るというのがありますね。

（３）火山弾が４５度で飛ぶ、という前提に無理があると思いますが、着弾点が決まっていないと初速がわかるはずないですよ。