先日,葛飾納涼花火大会に行ってきました.
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花火がたくさん打ちあがっていてメチャすごかったです.
おわり
というわけで,打ち上げ花火の力学的考察をします.
といっても,あんまりむずかしいことは分からないので高校レベルの話でやめておきます.なお,今回の記事は2016年度の芝浦工大の入試問題を参考にしています.打ち上げ花火に関する入試問題は少なくないです.たしか2014年くらいに東京理科大も出題していた気がします.
まず,花火を形成する「玉」の打ち上げについて考えます.
玉というのは睾丸とは一切関係なくて,火薬を詰め込んだ球ですね.(画像は土浦市のプロモーションサイトから引用)
花火の基礎知識 | 意外と○○!つちうら
玉は鉛直方向に打ち上げられ,最大高度で爆発し,その後は重力のみによる落下をするものとします.当然,空気抵抗や火薬燃焼による加速は無視します.
玉の打ち上げには「発射薬」とよばれる火薬が用いられます.爆発エネルギーの大部分は熱や音のエネルギーに消費され,数パーセントのみが打ち上げに必要なエネルギーに変換されるそうです.
発射薬には「黒色火薬」というものを用いるのですが,これが1.0 kgあたり3.0×10^6 Jほどの爆発エネルギーを生じ,このうち2 %が打ち上げに必要なエネルギーへと変換されるそうです.
玉の大きさと重さは様々ですが,ここでは質量8.5 kgの10号玉を打ち上げるとします.10号玉の到達高度は330 mらしいので,必要な火薬の量は
より
なので,まあだいたい460 gぐらいですかね.
調べてみたら,実際は450 g らしいので妥当な数字でした.入試問題ってのはよく調べられていますね.まあ,資料から逆算して種々の値を与えているのでしょうが.
さて,上空に打ち上げられた玉は「割薬」呼ばれる火薬に点火することで破裂します.爆発する高度は導火線の長さで調節しています.最大高度で爆発するためには
飽きた。飽きすぎてあき竹城になった。誰か続きを書いてください。
☆今回の面白ポイント☆
PCで記事を書いていたら飽きちゃったので下書きに突っ込んでおいたんだけど、いまスマホから発見して「ええ〜い、このまま出しちゃえ!」となって出来た記事なので、最後の部分だけ句読点を使っている点。*1
☆今日の名言☆
うんちはくさい。
ウンコ・クセーノ(1868-1934)
*1:PCで文章を書くときはカンマとピリオドを使っている