サーフィンがなぜできるのか

質問

水面に浮かんだ葉っぱは水面波が通過しても上下（正確には円運動）するだけですが、サーファーは波面に乗ってなぜ移動できるのですか？

回答No.3

mazeran · ベストアンサー

サーフィンと葉っぱに当たる水面波を「同じ」と考えてはいけません。

水面波の上下運動は、重力加速度に近い加速度で上下しています。
厳密には、水面波に乗って上から下へ落ちるときは無重力に近い状態になっているわけですので、平面的に移動する合力はほとんど発生しません。
しかしサーフィンをするときの波は、沖でのうねりが海岸への浅瀬へ近づくに従って、速度を落とす代わりにエネルギーは波の高さへと変わります。
つまり沖合いで風によってエネルギーを溜め込んだ「うねり」が、海岸近くになると海水を持ち上げるエネルギーに変わることで、波の頂上から見ると「位置のエネルギー」が発生するわけです。
ですからサーフィンは、この位置のエネルギーを使って、盛り上がった海水の斜面をスキーをするように「落下」し続けているわけです。

そしてだんだんと更に浅瀬へ近づくと、速度のエネルギーが波の高さに変わるので、ますます波の高さは高くなるのですが、いづれは重力に負けてしまい波は破壊します。
サーフィンは、この破壊するまでの間、海水の斜面を落下し続けることで移動するわけです。

お礼

位置エネルギーの増加によって落下し続けると考えるわけですね。普通の池に投げた石による波は位置エネルギーの増加がないと。

回答No.4

vq100mg

視点を波の速度に合わせて移動させる、つまり波に固定した座標で現象を捉えると解り易いと思います。波はある形を保ったまま静止、しかし水は移動しているという光景になります。そこではサーファーは水の斜面に静止しています。そして前方から流れて来る水流から受ける抵抗で斜面に押し上げられ重力とバランスしています。木の葉では重さの割に摩擦抵抗が大き過ぎて水流を切って前進する事はとてもできません。サーフィンが成り立つ範囲を定量的に示すのは難題ですが、波高、サーフする物体の質量がポジティブに、一方で波の波長、伝播速度、サーフする物体の摩擦抵抗や造波抵抗がネガティブに働く事は想像できるでしょう。

波に固定した座標における前方から流れて来る水流の様子は人工サーフィンの映像が直観的です。
http://jp.youtube.com/watch?v=71M9jpT01Yg
http://jp.youtube.com/watch?v=AoXrBXXWVyI
木の葉は間違いなく水と一緒に流れてしまいます。つまり波に乗っては移動しないという事です。

お礼

ありがとうございました。この動画では波に向かってサーフィンしているのですね。岸から見ても動かないし。海のサーフィンとは逆ですね向きが。

回答No.2

inaken11

移動する下り面に対して、バタ足や手漕ぎで初速をつけるからです。

回答No.1

naokirin

ただ浮かんでいるだけではないからです。