![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/4b/74/a557adca4f83572738010d8a6c37d9a5.png)
閉じ込められた気体であれば、縦でも横でも、斜めでも圧力は同じです。それを粒子モデル実験で確かめるものとして”斜め45度のセンサー”を設置しました。圧力は単位面積当たりの力ですが、この粒子モデルの場合は2次元の世界の粒子なので、圧力は同じ長さ当りの力となります。垂直や水平の壁であれば面に垂直な速さ成分を”正負反転”させて、水平成分は”変わらない”という計算で”跳ね返り”を表現できますが、斜め45度の場合は「どうしたらいいんだろう?」と考えました。その結果、
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/69/87/6d2da85f80fca3c4397de1f4dee4849d.png)
斜めの緑センサーで跳ね返るかの判断は、センサーの内側に入ってくる粒子を感知することです。緑センサーは座標(100,0)(0,100)の間に引いた線ですから粒子の座標を(a、b)とするとa+b<=100となる粒子が緑センサーの内側にいこうとして跳ね返るものです。
この構造で緑センサーの長さが決まります。縦100横100の直角三角形ですから斜め線の緑センサーの長さは100✕√2≒100✕1.414= 141.4 となります。青センサーの長さは同じ141.4にしています。
次に跳ね返った後の粒子の進む先は、
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/6b/d0/2faf24be6423de814237691c0b859d87.png)
このように、速さや動きの方向(速度)のx成分とy成分を正負を転換して、x成分とy成分を交換することです。
では使い方や動きを紹介します。
まずは初期画面です。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/78/e7/c5fa5369b13bddc1d6b99acff08cb2e5.png)
起動当初から”力”や”跳ね返りの粒子数”を表示することにしました。このことはこれまで紹介した3つの粒子モデルにも改良を加えています。温度を変えると”温度表示の数字”を上限として力が表示されます。垂直に跳ね返ると上限値となります。薄く跳ね返ると小さくなります。初期画面の長さは最長の700としました。左端に緑センサーがあるので、小さくすることができず、長さの最小は150としました。
ボタン←100を2回押しました。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/23/8a/5210776c2894875e7b2fb855c4aa93ef.png)
このような表示になります。
この状態で実験してみましょう。ボタン実験を押します。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/2a/4f/cace1dd3fa0704d7aaa6d42ca0895af5.png)
ボタン実験は白くなって準備中になります。ボタン5分間を押します。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/36/ed/251583edee6b9c7e5fdc857a5bd38266.png)
準備中は実験中に変わります。秒表示が実験時間をカウントして300秒になったとき実験が終わります。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/6d/a7/ba634fb9ac3448979598c708cb27339b.png)
測定値が表示されたままになっています。結果をノートなどに転記してください。青センサーと緑センサーの粒子数と力の和を比較してください。いくらか差があります。
同じ条件で、2回目の実験です。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/6c/48/d8dc62ca44f00e0481d1ba02c7634f14.png)
今準備中の状況です。温度ボタン10を押してみましょう。粒子の速さが10倍になりました。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/69/87/6d2da85f80fca3c4397de1f4dee4849d.png)
斜めの緑センサーで跳ね返るかの判断は、センサーの内側に入ってくる粒子を感知することです。緑センサーは座標(100,0)(0,100)の間に引いた線ですから粒子の座標を(a、b)とするとa+b<=100となる粒子が緑センサーの内側にいこうとして跳ね返るものです。
この構造で緑センサーの長さが決まります。縦100横100の直角三角形ですから斜め線の緑センサーの長さは100✕√2≒100✕1.414= 141.4 となります。青センサーの長さは同じ141.4にしています。
次に跳ね返った後の粒子の進む先は、
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/6b/d0/2faf24be6423de814237691c0b859d87.png)
このように、速さや動きの方向(速度)のx成分とy成分を正負を転換して、x成分とy成分を交換することです。
では使い方や動きを紹介します。
まずは初期画面です。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/78/e7/c5fa5369b13bddc1d6b99acff08cb2e5.png)
起動当初から”力”や”跳ね返りの粒子数”を表示することにしました。このことはこれまで紹介した3つの粒子モデルにも改良を加えています。温度を変えると”温度表示の数字”を上限として力が表示されます。垂直に跳ね返ると上限値となります。薄く跳ね返ると小さくなります。初期画面の長さは最長の700としました。左端に緑センサーがあるので、小さくすることができず、長さの最小は150としました。
ボタン←100を2回押しました。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/23/8a/5210776c2894875e7b2fb855c4aa93ef.png)
このような表示になります。
この状態で実験してみましょう。ボタン実験を押します。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/2a/4f/cace1dd3fa0704d7aaa6d42ca0895af5.png)
ボタン実験は白くなって準備中になります。ボタン5分間を押します。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/36/ed/251583edee6b9c7e5fdc857a5bd38266.png)
準備中は実験中に変わります。秒表示が実験時間をカウントして300秒になったとき実験が終わります。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/6d/a7/ba634fb9ac3448979598c708cb27339b.png)
測定値が表示されたままになっています。結果をノートなどに転記してください。青センサーと緑センサーの粒子数と力の和を比較してください。いくらか差があります。
同じ条件で、2回目の実験です。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/6c/48/d8dc62ca44f00e0481d1ba02c7634f14.png)
今準備中の状況です。温度ボタン10を押してみましょう。粒子の速さが10倍になりました。
更に実験ボタンを押します。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/3d/81/f17180dbf27960012ed14eccdbe23dae.png)
ボタン5分間を押して300秒後の結果です。(1回目)
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/77/b5/b40447861ea9e8f57c85cb3c78516334.png)
2回目です。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/4b/ce/bc4dd42d9edf73c7a29e718445740d0d.png)
2回目はこれまでより近い数字になりました。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/3d/81/f17180dbf27960012ed14eccdbe23dae.png)
ボタン5分間を押して300秒後の結果です。(1回目)
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/77/b5/b40447861ea9e8f57c85cb3c78516334.png)
2回目です。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/4b/ce/bc4dd42d9edf73c7a29e718445740d0d.png)
2回目はこれまでより近い数字になりました。
・・・・
・・・・
ボタン2分間も押してみました。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/45/ea/20062e61bce0131ddf6f07cb8b0c7731.png)
青センサー、緑センサーとも、ほぼ同じ粒子数、ほぼ同じ力の和となることがわかります。
実際に使ってみませんか。次の図をクリックすると実際に使えるサイトに移動します。
気体の圧力実験(粒子モデル)斜めの面
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/39/bb/dfb1ea92d41939972f1dce12480da6b6.png)
http://hirakaretagakkou.web.fc2.com/puroguramu/kitainoaturyokuryuusimoderu4.html
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ボタン2分間も押してみました。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/45/ea/20062e61bce0131ddf6f07cb8b0c7731.png)
青センサー、緑センサーとも、ほぼ同じ粒子数、ほぼ同じ力の和となることがわかります。
実際に使ってみませんか。次の図をクリックすると実際に使えるサイトに移動します。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/39/bb/dfb1ea92d41939972f1dce12480da6b6.png)
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