どうして虹は見えるの！？
雨上がりの空を見上げると、
とても美しい虹の橋が
見えることがあります。
雨上がりの大気中には
無数の微小な水滴があり、
太陽の光がその水滴の中を通って、
屈折した光が色々な色に分解されて、
虹が見えます。
ここからはもう少し具体的な説明をしていきます。⇩⇩
ここの記事は色々なサイトや本を参考に書かせていただいています。
光の屈折
光が空気から水に入るとき、
光は真っすぐ進む訳ではなく、ある決められた角度で屈折します。
これは色（波長）によって異なり、
例えば、赤色より青色の方がより屈折します。
この光の性質のおかげで、
虹を見ることができます。
太陽の光
太陽の光は、白色や黄色に見えますが、
実際には、赤、橙、黄、緑、青、紫など、
これらの全ての色の光が含まれています。
プリズムに通して見ると太陽の光は、
様々な色に分解されます。
虹が見える仕組み
雨上がりの空には、
たくさんの水滴が浮かんでいます。
たくさんの水滴が、
太陽の光に当たると、
水滴がプリズムと同じような働きをして、
虹をつくります。
太陽光が水滴に当たると、
太陽光は屈折をして、
水滴の中へ入ります。
その光は水滴の中で反射をし、
光が水滴から出るときに、
再び屈折します。
外に出てくる光は、
太陽光が様々な色に、
分解されて出てきますが、
色によって角度が異なります。
赤色は約42度。
青色は約40度。
このことから、
私たちが普段見ている虹は、
太陽の角度によって、
虹の見える角度が決まっています。
感想・コメントお待ちしております。
最後まで読んでいただきありがとうございました。
振り子の式の活用方法とは！？
この式は教科書によく出てくる振り子の式です。
しかし、日常では一体どこで活用できるかわかりません。
そこで、この記事では、
振り子の公式って一体何の役に立つの？
という疑問を例を挙げて解説します。
そもそも振り子の式とは！？
天井から吊り下げられたヒモと団子があるとします。
この団子を揺らすとき、次の式が成り立ちます。
それぞれのアルファベットの意味ですが、
T.振り子が行って戻ってくる時間(周期)
L.振り子のヒモの長さ
g.重力加速度
となります。
式から直感的にLが長いほど、
周期が長くなることがわかると思います。
この式の導き方は、
色々なサイトや本に載ってますので、
ここては割愛したいと思います。
振り子の式でルートを導こう！！
振り子の式の活用方法の一例を解説します。
振り子の式を使って
ルートを導き出すことができます。
例えば、
ヒモと団子を使って振り子を作ります。
まずは、
ストップウォッチを使って周期を測ります。
この周期をT1とします。
精度を上げるため、
何回かやって平均値をとりましょう。
次にヒモを2倍にし、
同じように周期を測ります。
この周期をT2とします。
今やったことを式にすると次のようになります。
これでルート2が導き出せます。
ルート3を導きだすには、
ヒモを3倍にすればいいだけです。
いかがでしょうか。
実際に実験して
計算とどのくらいの誤差が出るか試すのもおもしろいと思います。
感想・コメントお待ちしております。
最後まで読んでいただきありがとうございました。
ここに書いてあるのは個人的見解のため間違っていることがあるかもしれません。ご了承下さい。
物理を知れば【ブランコ】も上手に漕げる
こんにちわ。たくおです。
久しぶりの投稿となります。
今回は、どうして物理を知ればブランコを上手に漕げるのかということを説明します。
物理とはすごく便利なもので、物理を使えばブランコを効率良く漕ぐことができ、最小限の仕事でたくさん漕ぐことが出来ます。試してみたい方は、以下の文を参考にして、是非実践して見て下さい。
まずは、ブランコを漕いでいるときを想像して下さい。（説明しやすいようにここでは、たちこぎを想像して下さい）
結論から言いますと、最下点で立ち上がり、最高到達点でしゃがめば、最も効率良く漕ぐことができます。
簡単に説明すると次のようになります。
効率良く漕ぐには、位置エネルギーを効率良く補充し、運動エネルギーへ変換する必要があります。
つまり、増大させる位置エネルギーと放出する位置エネルギーの差を最大化させることが求められます。
まず、位置エネルギーを増大させる場合（立ち上がる場合）最も位置エネルギーが増大するタイミングは、下図のように、高さhが最大になるブランコ最下点のときです。
（位置エネルギーはmghのため）
m:重さ g:重力 h:高さ
次に、位置エネルギーを放出させる場合（しゃがむ場合）最も位置エネルギーが放出しないタイミングは、上図のように、高さhが最小になるブランコ最高到達点のときです。
この増大するエネルギーと放出するエネルギーの差分の位置エネルギーが補充され、漕ぐたびに蓄積され、エネルギーの増加により、ブランコの振幅を上げていきます。
いかがでしょうか。以上が簡単な説明となりますが、試す場合は周りに十分気をつけて下さい。
感想・コメントお待ちしております。
最後まで読んでいただきありがとうございました。
ここに書いてあるのは個人的見解のため間違っていることがあるかもしれません。ご了承下さい。
波【物理に出てくる】パート１
こんにちは
たくおです。
波とは、何でしょう？
自分にとってはとても苦手な分野ですが、物理の本を参考にし、記述したいと思います。
自分と同じく 波 が苦手な人が波を知るきっかけになればなと思います。
波と聞くと海を思い浮かべますが、まさにあれが波です。
他の例で言うと、池に小石を投げ込むと小石を中心に波が出るのをイメージできるかと思います。
それも波です。
ここで、小石は波源となり、池の水は媒質となります。
つまり、
【波源】・・・波が発生する場所
【媒質】・・・波を伝える物体や物質のこと
となります。
ある現象の波源や媒質を考えることはとても重要です。
それを意識すると【波】について理解が深まり好奇心が増すと思います。
例えば、
歌の波源は歌い手の口であり、媒質は空気となります。
そして音が大きいことを波用語で【振幅】が高いと言い、
音が高いことを波用語で【波長】が短い。
音が低いことを【波長】が長いと言います。
つまり、
【振幅】・・・波の高さ
【波長】・・・波の一つの長さ
となります。
【波長】について少し追記すると、例えば、
ギターをイメージすると、
細い弦を鳴らすとキーンという高い音がでますが、太い弦をならすときより、
弦がはやく動いているのがイメージできると思います。
つまり、波長が短いということは、波長が長いときに比べて同じ時間で、
たくさん弦が振動することができ、その結果、音が高くなります。
もう少し波用語はあります。
覚えた方がより、会話がスムーズになったり、互いの理解の相違が少なくなるのではないかと思います。
他の波用語は、
【周期】・・・一つの波がどのくらいの時間で進むか。
【振動数】・・・１秒で何回波があらわれるか。
振動数が大きいと周期は短く（早く）なり、
振動数が大きいと波長が短くなる傾向にあります。
これは上のギターの例からイメージがつくと思います。
【干渉】・・・違う波同士が重なり、その結果波が強くなったり弱くなったりすること。
日常の会話の干渉という言葉は、悪い意味合いが強いですが、波ではそのパワーが条件によっては強くもなり弱くもなることがあります。
波は数字にするとわかりやすく、
波Aが高さ1で波Bが高さ1のとき重なると２になり、（1+1=2)
波Aが高さ1で波Bが高さ-1のとき重なると0になります(1-1=0)
人間同士の干渉はこの数字通り素直に計算できないかと思いますので、
人間の気持ちより波の方がよっぽどわかりやすいのではないかと感じます。
波用語について一通り書きましたが、なじみのある言葉もあるので、
覚えやすいかなと思います。
パート２のブログでは波についてもう少し踏み込んで説明したいと考えています。
以上、ご清聴ありがとうございました。
たくお
ここに書いてあるブログは個人的な見解のため、間違っていることがあるかもしれませんがご了承下さい。
【秘技】目隠ししてボールを避ける【力学的エネルギー保存則】
たくおです。
【力学的エネルギー保存則】を利用すれば目隠ししてもボールがよけられます。
まずは、【力学的エネルギー保存則】について簡単に説明したいと思います。
力学的エネルギーには、運動エネルギーと位置エネルギーがあります。
そして、力学的エネルギー保存則とは、
摩擦力や空気抵抗などの外力がはたらかないとき、力学的エネルギーの総和は常に一定であるということです。
式であらわすと、
(運動エネルギー) ＋ (位置ネルギー) ＝ 力学的エネルギー ＝ 一定
となります。
運動エネルギーは、物体が早ければ早いほど。位置エネルギーは物体が高ければ高いほど。エネルギーが大きくなります。
なんとなくイメージはできるかと思います。
上の式によって、
ある物体の位置エネルギーが今の状態よりも小さくなると、運動エネルギーが大きくなり、逆に運動エネルギーが今の状態よりも小さくなると、位置エネルギーが大きくなるということがわかります。
例えば、
１．ボールが高いところに静止した状態であるとします。
これは位置エネルギーが高く、静止しているので運動エネルギーがありません。
この物体が落下すると、重力により、スピードが増します。
位置エネルギーが小さくなり、運動エネルギーが大きくなっています。
例えば、
２．サッカーボールを上に蹴り上げるところを想像して下さい。
ボールを蹴った瞬間はボールが早いので運動エネルギーが大きく、低い位置にあるので、位置エネルギーは低い状態です。
そしてボールが上がっていくと威力がなくなりいずれ止まります。
この状態が運動エネルギーがなくなった状態かつ位置エネルギーが最大となります。
力学的エネルギー保存則を知っていれば、より上の例の理解が深まると思います。
そして、力学的エネルギー保存則をさらに理解すると、物体の動きの予測をもっと具体的にとらえることができます。
どの高さからボールを落とせば、どのくらいの時間で地面につくのか。そして最大スピードはどうなるかなど、数値でとらえることができます。
それらを駆使すれば、
題目にもある通り、上から落ちてくるボールを目隠ししていても、顔にあたる直前に
ボールを避けることができます。
まさに【秘技】です。
ギリギリで避けられるかな。
機会があれば今度実験しようと思います。
今日はここまで！
それではまた！
コメントどしどしお待ちしております。
ここに記載しているのは個人的な見解です。間違っていることもあるかもしれません。
ご了承下さい。('ω')ノ
【力のモーメント】公園で体重当て【プロレス】
たくおです。
もし今、ジュニアヘビー級かヘビー級かわからないプロレスラーと散歩していた場合、近くにシーソーのある公園に行って下さい。
そうすればジュニアヘビー級かヘビー級かわかるかもしれません。
そうするには物理の力を利用します。
【力のモーメント】を使って上の問題を解決したいと思います。
さて、【力のモーメント】とは、
剛体を回転させるはたらきの強さ。
計算式で表すと、
力のモーメント＝
力の大きさ × 力に垂直なうでの長さ
シーソーでいうと
体重が重いほど、うでの長さが長いほど、
【力のモーメント】は大きくなります。
つまり、
回転しやすくなるということです。
そして、
【力のモーメント】が同じ場合、力がつり合います。
つまり、
シーソーは動きません。
以上のことから、【力のモーメント】を使用し、
散歩してる人がジュニアヘビー級かヘビー級かを当てましょう。
あなたが体重50kgの場合、中心から1mの位置に座って下さい。
そして、相手を0.5mの位置に座ってもらいましょう。
すると、どういうことがおきるでしょうか。
上述した通り、
力のモーメントは、
力の大きさ × 力に垂直なうでの長さ
です。
つまり、あなたの力のモーメントは現在、
50×1＝50 です。
仮に相手が100kgの場合、
相手の力のモーメントは、
100×0.5＝50
です。
つまり、
相手が100kgだった場合は力のモーメントがつり合いシーソーは動きません。
100kg未満だと、あなたの力のモーメントの方が大きくなるので、あなたは下向きに回転します。
100kgを越えていたら、あなたの力のモーメントの方が小さくなり、あなたは上向きに回転します。
以上のことから、ジュニアヘビー級かヘビー級かを見事当てることができます。
もし同じ機会がありましたら、是非試して下さい。
いつその機会が訪れても良いよう周辺の公園をチェックしておくのも良いかと思います。
今日はここまで！
それではまた！
コメントどしどしお待ちしております。
ここに記載しているのは個人的な見解です。間違っていることもあるかもしれません。ご了承下さい。('ω')ノ
【プロレス】【摩擦力】がないと戦いにならない？？
たくおです。
プロレスのリングから摩擦力がなくなってしまうと、非常に戦いづらくなることがわかりました。
ただ、頑張れば戦えるかもしれません。
まず、摩擦力とは何かというと、
摩擦力・・・物体の動きを妨げようとする力
聞こえは悪いですが、これがプロレスにないと致命的になります。とても重要な力です。
プロレスのリングに立っていると想像して下さい。
目の前には、対戦相手が鋭い目つきでこっちを睨んでいます。
相手に向かって歩き、押そうとします。が、少しくらいの力ではビクともしません。これは、リングとシューズの間に摩擦力があり、押す力がそれを超えない限り動きません。
摩擦力の大きさは、体重とリングの材質及びシューズの材質で決まってきます。
リングの材質及びシューズの材質が同じであれば、ジュニアヘビー級より体重の重いヘビー級レスラーの方が動かすには押す力が必要だと、容易に想像できると思います。
これは、摩擦力の違いによるものだったのです。
さて、リングに摩擦力がないとどうなるでしょうか。
再び、プロレスのリングに立っていると想像して下さい。
目の前には、対戦相手が鋭い目つきでこっちを睨んでいます。
相手に向かって歩き、押そうとします。
が、しかし、
押そうとする前にまず、歩くことができません。
歩くときには、普段あまり意識はしないと思いますが、リングに向かってぐっと力を入れて歩きます。
歩くには力を入れる必要があるのですが、摩擦力がないため、この力をリング側が受け取ってくれません。
つまり摩擦力があるからこそ普通に歩けることができます。
これでは、相手に近づくことが出来ません。さてどうすれば相手に近づけることができるでしょうか。
ここで物理の力を使います。
ちょびっと難しくなりますが、
【運動量保存則】というものを利用します。
どういうことかと言うと、
作用・反作用の力のみがはたらく物体の運動量の総和は保存される。
ということなのですが、わかりやすい例で言いますと、
ロケットはガスを勢いよく吹き出して飛びます。
ガスは下に吹き出してロケットは上に飛びます。
止まっているものが動いているので、一見運動量は変化してると感じますが、ガスは下向きでロケットは上向きなので、運動量の総和としては、止まっているときと変わっていません。
これが、
【運動量保存則】ということです。
ロケットは運動量保存則を利用して飛びます
それではこれを頭に入れて、再び、
プロレスのリングに立ってると想像して下さい。
目の前には、対戦相手が鋭い目つきでこっちを睨んでいます。
相手に向かっていきたいです。
【運動量保存則】を利用しましょう。
何か身につけているものがあれば、それを相手と逆方向にエイッと投げましょう。
するとあら不思議、投げた方向と逆方向。つまり相手に向かってスーッと動きます。
それでは何を投げるか、
Tシャツを着ていたらそれを脱いで投げましょう。
Tシャツを着ていなかったらどうするか。
あなたがマスクマンだったらそれを脱いで投げましょう。
ただし、正体がばれてしまいます。
お前たくおだろ
この後、どういう試合展開になったか。
ご想像におまかせします。
今日はここまで！
それではまた！
コメントどしどしお待ちしております。
ここに記載しているのは個人的な見解です。間違っていることもあるかもしれません。ご了承下さい。('ω')ノ
