こんにちは、カタツムリ系です🐌
類書、言ってみれば、
という本は、そこそこ会ったことあります。あんまり、ピンときたことがありません。もちろん、私の理解力の問題でもあるのですが、おそらくは、コンパクトにまとめようとするあまり、相当、内容を端折っていることが多いです。この本も、若干、そんな傾向はあります。ただし、筆者が、真っ向真剣に執筆に取り組んだ感があり、その迫力で、ぐいぐい読み進めてしまいました。
ちなみに、身近であれば身近であるほど、その物理的に仕組みは、複雑さが増すようなイメージあります💦そんなこんなで、一つ一つのトピックの説明のボリューム多く、トピック数は二つと少なめです💦
出典はアマゾンさん。
【目次】
水の表面張力
たしかに、これ、不思議ですよね。どこからも力が働いていないように見えます。とすると、目に見えない力、例えば、重力とか電磁気力を思いつきますが、単にそれらが引っ張りあったなどというシンプルな話ではないようです。
<まずは、分子間の引っ張り合いに使われるエネルギーがポイント>
P-8
私たちの身の回りのものは、分子からできています。分子のエネルギーは、分子が一つの場合よりも、周囲の別の分子と引力を及ぼし合っているとときのほうが低い
とすると、水の中だと、周りにH2Oという分子が、ギッシリ詰まっているので、エネルギーは少なめだと推測つきます。どうやら、分子は
- 身近な分子同士で引っ張りあっている時には、それでエネルギーを費やすので、エネルギーが減り、逆に
- 身近に、引っ張りあう相手がいないと、そのエネルギーを持て余して、エネルギーは高いままらしい。
<分子同士の引っ張り合いが無くて、エネルギーが余ると、バランスが崩れるみたい>
P-8
液体内部の分子は、全方位にいる分子のためにエネルギーが低下します。ところが、液体表面の分子は、表面の外側に液体分子がいないので、内部の分子よりもエネルギーが下がりません。
表面張力というくらいなので、素人考えだと、どうしても液体と接している気体、すなわち空気のことを考えてしまいます。しかし、ここでは、気体の話は出てきません。表面張力に関しては、気体の役割は無視できるくらい小さいなどの理由があるのかもしれませんが、なんか、気持ち悪いです💦
<表面張力に至る道筋>
そんなこんなで
- コップに注いだ水の表面の上には、液体がない↓
- 従って、ほかの液体分子がないので、そんな分子と引き合うためのエネルギーを消費していない↓
- エネルギーが残ってしまう↓
- そうすると、液体の表面のエネルギーが高く、不安定になる↓
- エネルギーの安定を求めて、バランスをとろうとする↓
- 液体の表面の面積がギュッと縮まると、エネルギーが安定するらしい↓
- これが表面張力という形で、液体の表面が、ギュッと盛り上がる
なんか、随分、複雑ですね。たかだか？！表面張力なのに💦
リニアモーターカーの「浮き方」
<リニアよりもローカル線好き>
私は鉄道🚃が好きです。とは言え、新幹線みたいな速い乗り物ではなく、例えば、東京の大井町線なようなローカル線が好きです。人の少ない時間帯に、特に目的地もなく乗車するのは、悪くない時間つぶしです😊
<磁石は使うとしても>
浮かせるくらいなので、やっぱり、反発力を期待できる磁石を使うようです。でも、かなりの高速で走りますし、単に強めな磁石を用意しておけば良いというようなシンプルな話でもなさそうです。
<リニアモーターカーが浮く「ダブル」の仕組み>
- 電流をよく通す「超」伝導磁石を使います↓
- 超伝導磁石を動かして、電流を誘い出します。例の電磁誘導というヤツです。電流は磁界を生み出し、逆に、磁界は電流を生み出します↓
- この電磁誘導で得られた電流が、今度は、線路脇の壁に設置されているコイルに、強いN極と強いS極をつくりだします↓
- 「高い」位置に設置された、車体側の「超伝導磁石のN極」を、線路脇の壁側の「低い」位置に設置された「コイルのN極」にぶつけて反発させます。上下で「反発力」が生じるので、車体は浮きます↓
- 逆に、「高い」位置に設置された、車体側の「超伝導磁石のN極」を、線路脇の壁側の「高い」位置に設置された「コイルのS極」にぶつけると引き合います。高い位置で引き合うので、車体は浮きます。↓
- 上下間には「反発力」、高い位置では「引力」というダブルの力で、リニアモーターカーは継続的に浮くのだそうです。
当然、もっと他にも、お役立ちテクノロジーはたくさんあります
IH調理器の加熱する仕組みとか、冷蔵庫の冷える仕組みとか、フィギュアスケートの回転がだんだん速くなる仕組みとか。
こんなに身近なら、もっと知識や情報が共有されていてもおかしくないはず。しかし、そうでもないのは、存在としては身近ですが、技術は決して身近だと感じられるようなシンプルなものではないのですね💦
最近、科学者の方はあまりリスペクトされていないような気がしています。比較的、エンジニア👩💻に焦点が。しかし、ITエンジニアはともかく、こうした情報科学「以外」のエンジニアの方は、ひっそりと仕事をされている印象強いです。世のトレンドとは言え、不思議💦
#眠れなくなるほど面白い 物理の話
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