このところ、流体力学の話題を取り上げていますが、「面白くて眠れなくなる流体力学」(著者:石本健太 発行所:PHP)を参考に検索して調べて、まとめています。今回は、アインシュタインが悩んだ「茶葉のパラドックス」に関する話題です。ポーチドエッグの作り方もこの原理を利用しているようです。
資料はこちら → 面白い流体力学その4
p.1 アインシュタインが悩んだのは「茶葉は遠心力でカップの方に集まるはずなのに、実際は中心に集まる。なぜ?」というパラドックスです。実際どうなるか動画をご覧ください。コヒーにクリームを入れた時も同様に固形物は中心に集まります。アインシュタインは、カップ底面では液体の粘性により摩擦力が生じて、遠心力が小さくなるため、左下の流れが生じると考えました。実際は、遠心力により外側の液体の高さが中心部より高くなり水圧差が生じこの流れに効いてくるようです。
茶葉の動画 → https://www.youtube.com/watch?v=7w8FHZJrJvM
p.2 川が蛇行する仕組みも、この茶葉と同様の原理で説明できます。わかりやすい実験がありましたので、動画をご覧ください。乾いた紙を水面に撒くと遠心力で外側に沿って移動していきますが、濡れた紙を撒くと内側に集まり堆積することがわかります。真中の図のような渦の流れが生じています。茶葉と同じですね。川が蛇行するのは、右下図のように侵食と堆積が繰り返されて蛇行していきます。
動画 → https://youtu.be/YLQTaevhZKc
解説はこちら → https://www.jsme-fed.org/experiment/2019_4/004.htm
p.3 類似の事象は、銀河、赤血球と血漿の分離技術、大気圧のシステム、ビール醸造過程での渦巻流(ワールプール)による凝固物分離などがあります。ワールプールのシミュレーション動画はこちら→https://youtu.be/WF-hiwI5STI
p.4 この茶葉のパラドックスを料理に応用したのが「ポーチドエッグ」です。上手に作れる方法を動画で紹介していますので、ご覧ください。①が結構上手に作るポイントだそうです。撹拌後、真中に卵を静かに投入します。鍋の壁面に卵が接触しないようにご注意くださいとのこと。
ポーチドエッグの作り方 → https://www.youtube.com/watch?v=SItN3Z78g6w