カテゴリー「身近なものの仕組み」の53件の記事

2022年5月 3日 (火)

【おもしろ映像】ガスライターの火がつく瞬間

 ガスライターに火がつく瞬間をハイスピードカメラで撮影した映像です。発火石から出た火花がガスに着火して炎となります。その瞬間がハイスピードカメラでしっかりと捉えられています。 火花がなくなる頃に炎が出でいることがわかります。

Slow Motion Lighter

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2022年3月12日 (土)

半ドンの日(1876年3月12日)

 週明けの月曜日から働き始めてすぐに週末の休みを楽しみにしてしまいます。あ、もちろん仕事はちゃんとやっていますw。

 現在は週休二日制が広く採用されていますがこの制度を日本で始めたのは松下電器産業(現:パナソニック)だそうです。1965年に当時同社会長だった松下幸之助がいち早く導入を決断しました。当初は週休二日制を導入する企業はほとんどありませんでした。企業で週休二日制が導入されるようになったのは1980年頃からです。官公庁が導入したのは1992年、学校で導入されたのは2002年です。

 自分が子ども頃、親たちは土曜日は出勤、子どもは学校でした。ただし、土曜日は会社も学校も午前中までで午後には帰宅することができました。子どもも大人も土曜日の午後から日曜日の夜まで1日半の休みをとても楽しみにしていたのです。

土曜日の夜は宴会(昭和36年)
土曜日の夜は宴会(昭和36年)

 日本で土曜日が午前中までで日曜日が休日となったのは明治9年(1876年)のことです。太政官布告により同年3月12日から官公庁で土曜半休・日曜休日制が導入されました。これに伴い民間企業も土曜半休・日曜休日制を採用しました。

 それ以前は明治元年(1868年)の太政官布告により官公庁の休みは31日を除く1と6のつく日と決められていました。これは江戸時代からの習慣をそのまま踏襲したものですが海外交易が盛んになり休日を諸外国と合わせる必要性が高まり、土曜半休・日曜休日制としたのです。なんと昔の日本の休日は週ごとではなく土曜日と日曜が休みではなかったのです。

 さて土曜日の午前中まで働くことは「半ドン」と呼ばれていました。「半ドン」の由来には2つの説があります。

 ひとつはオランダ語の休日「ドンタク(zondaq)」が日本でも休日を意味する言葉として広まりました。たとえば福岡県の博多市で毎年5月に「博多どんたく港まつり」が行われますが、この名称も「ドンタク(zondaq)」に由来しています。博多市民の全員がお休みしてお祭りに総参加して楽しみましょうということです。土曜日は半分が休みのためドンタクの半分ということから「半ドン」と呼ばれるようになったというものです。

 もうひとつは午砲に由来するよるというものです。明治4年(1871年)から皇居で毎日正午を知らせる大砲が撃たれるようになりました。この大砲は午砲やドンと呼ばれ、土曜日はドンの合図で仕事が終わることから都心で働く人々の間で「半ドン」と呼ばれるようになり、その後、午砲が全国の主要都市で行われるようになり「半ドン」が全国的に広まったというものです。どちらの説が正しいのかわかりませんが、全国的に広がったことからどちらの効果もあったのではないかと思います。

 自分は大学生の頃は週休2日制ではありませんでした。就職して週休2日制になったときにはなんとも贅沢な週末なんだろうと思ったものです。しかし慣れというのはおそろしいものでいつの頃から週休2日制に慣れ親しんでしまいありがたさも失われてしまいました。

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2022年3月10日 (木)

惑星直列(1982年3月10日)

 惑星直列は太陽系内の惑星が一直線に並ぶ現象のことです。実際には全ての惑星が一直線に並ぶことはありませんし、惑星直列という天文用語もありません。一般に惑星直列とは全ての惑星が太陽を中心とした中心角90度位内の扇形に入ったときのことを言います。この条件の惑星直列は過去に何度か起きていることが計算により確認されています。1128年には中心角が39度で最も直列に近い惑星直列が起きています。

惑星直列
惑星直列

 さて間近の惑星直列は1982年3月10日に起きました。この惑星直列は数年以上前からテレビ、雑誌、書籍などで取りあげられ、水星から冥王星(※1)までの全ての惑星が一直線に並ぶことにより惑星同士の引力が影響し合い天変地異が起こるなどの予言が流布しました。当時、本当に天変地異が発生するのでないかと心配になった人も少なくありませんでした。昭和時代に小中高校生だった人は学年誌などで読んだことを覚えているのではないかと思います。

 しかし全惑星が完全に一直線に並んでも引力の影響はほとんどないことがわかっています。計算では地球と月の引力よりも遙かに小さく地球で天変地異が生じることはありあません。実際、1982年に惑星直列が原因と考えられる災害は起こりませんでした(※2)

 ところで1982年の惑星直列は中心角が96度のため惑星直列ではなかったという指摘もあります。ちなみに1982年の直前の惑星直列は1817年で中心角は83.9度でした。次回は2161年に中心角68.7度の惑星直列が起きることが予測されています。

(※1)当時、冥王星は惑星だった

(※2)3月29日にメキシコのエルチチョン山が132年振りに噴火している。この大噴火で地球の気温が0.3~0.5度低下した。

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2022年2月 1日 (火)

ミルクティーは紅茶が先かミルクが先か

 ミルクティーを作るときに「紅茶とミルクのどちらを先に入れるか」という議論があります。この議論については、2003年6月に英国王位化学協会(The Royal Society of Chemistry)が「How tomake a Perfect Cup of Tea」という論文を発表していて「ミルクを先に注ぐべし」と結論づけています。

ミルクティーは紅茶が先かミルクが先か
ミルクティーは紅茶が先かミルクが先か

 その理由として牛乳のタンパク質の変質があげられています。熱い紅茶に牛乳を注いだ方が冷たい牛乳に紅茶を注いだときよりも、牛乳のタンパク質が変質しやすいことがあげられています。牛乳のタンパク質のほとんどはガゼインと呼ばれる物質ですが、その他、乳清タンパク質が微量ながら含まれています。ガゼインは熱に強いのですが乳清タンパク質は熱に弱く熱をかけると変質して固まります。

 牛乳に含まれる乳清タンパク質は微量なので沈澱は生じませんがありませんが変質はするでしょう。また、牛乳は温度が高くなると皮膜ができます。これをラムスデン現象と呼びますが牛乳中のタンパク質に脂肪が付着したものと考えられています。

 いずれにしろ、ミルクティーの場合は牛乳に含まれるタンパク質の変質があるので、カップにミルクを先に入れ、ミルクに紅茶を注ぐ作り方が推奨されたようです。なぜ王位協会がこの調査に乗り出したのか・・・・イギリスではミルクティーは歴史的権威のある伝統的な飲み物だからではないでしょうか。

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2022年1月21日 (金)

航空機の胴体上部の平らな突起物は何?

 既に気が付いている人も多いと思いますが胴体の上部に何やらお弁当箱のような突起物が取り付けられている機体を見かけます。次の機体はエアバス社のA321ですが確かに尾翼の前部にお弁当箱のようなものが乗っかっています。以前の機体にはこのような突起物は取り付けられていませんでしたが、このお弁当箱のようなものはいったい何なのでしょうか。

エアバス社A321(ANA)
エアバス社A320(ANA)

 こちらは同機の後部だけを撮影したものです。このお弁当箱のようなもは丸みを帯びた平らな突起物です。かなり大きいので目立ちますが、これは機内で利用するWi-Fi用のアンテナです。高度10,000メートルでWi-Fiが使えるのはこのアンテナのおかげです。このアンテナで人工衛星と通信し、人工衛星経由で地上のネットワークに接続しています。

航空機の胴体上部の突起物
航空機の胴体上部の突起物

 航空機の高速で移動していますが、アンテナは水平方向と垂直方向に回転するようになっており人工衛星の位置を自動的に補足しながらとぎれなく電波を受信できるようになっています。しかし、離着陸時は機体が大きく旋回し人工衛星がうまく補足できないためある程度の高度に達するまではWi-Fiの利用は制限されています。

 ところで、このお弁当箱の前にある三角形のものは管制塔との連絡用の無線のアンテナです。垂直尾翼の前にあるのは航空機が遭難したときに救難用電波を発するアンテナです。

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2022年1月 4日 (火)

ピーマンが嫌いな子どもが多いのはなぜ?

 メロンやスイカなどの甘いものは大好き。でも、ピーマンは苦いから嫌いという子どもはたくさんいます。大人でもピーマンが食べられれないという人はいます。人間の味覚には、甘味・塩味・酸味・苦味・うま味の五つの味覚があります。甘味・塩味・うま味が好きという人はたくさんいるのに、酸味・苦味については積極的に好きだという人はあまりいません。どうして、酸味や苦味は嫌われる傾向にあるのでしょうか。

ピーマン
ピーマンは苦い

 ペットを飼っている人は分かると思いますが、動物は本能的に酸味や苦味を嫌います。実は私たち人間が酸味や苦味を嫌う傾向にあるのも本能によるものなのです。私たちはエネルギー源となる糖分には甘味、体の機能の維持や調整に必要なミネラル分には塩味、タンパク質やアミノ酸などの栄養素にはうま味、腐った食べ物や熟していない果物には酸味、毒には苦味があることを本能的に知っているのです。つまり本能的に味覚で食べて良いものといけないものを選別しているのです。これが酸味や苦味が嫌われる本質的な理由です。

 食べ物に対する経験の少ない子どもにとっては味覚の本能は重要です。例えば、ピーマンを食べたとたんに口から吐き出す子どもが多いのは、子どもがピーマンの苦味を本能的に毒だと認識しているからです。これを頭ごなしに怒ってはいけません。ピーマンを細かく刻んで食べやすくするなどの工夫をするのと同時に、ピーマンは食べても大丈夫であることを教えてあげることが重要です。そのために、両親が子どもの前でピーマンを美味しそうに食べることです。子どもはそれを見てピーマンは苦くても食べても大丈夫と思うようになります。子どもがいろいろなものを食べれるようにするためには、まず親が子どもの前でいろいろな食べ物を美味しそうに食べて安心させることが重要なのです。

 人の味覚に対する好き嫌いは、育ちや食べ物の体験によって変わります。子どもには、酸味や苦味が必ずしもが体に悪いものではないことを教えてあげましょう。これが世代を通じて繰り返され、人間は様々な味に挑戦し酸味や苦味までを楽しむ食文化を築いてきたのです。

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2021年12月30日 (木)

ワニ退治に成功 剥がれた靴底をとりあえず直す方法

 今朝、道を歩いていて2回ほどつまずいたのですが、変だなと思ったら靴底がつま先から5センチメートルほど剥がれていました。2回目でつまづいたときに、大きく剥がれた感じです。

 なんということでしょう。靴がワニ叩きのワニのようになりました。んが~。

Photo

 安い靴なので今日だけでも何とかならんかなと思ってゴム用の接着剤を探したところありました。合成ゴム・金属・皮用の速乾セメダインです。だいたいこういうセメダインは平らな面を接着するものなので速乾とはいえ靴底がしっかりつくとは思えません。

 乾くまでどうするかな。ずっと手で押さえてないといけないかと思いつつ剥がれた部分に接着剤を塗りワニの口を閉じてしばらく固定。ずいぶん長い時間押さえていたのですが、手を離してみると固定の甲斐もむなしく、またワニになってしまうのです。んが~。

Photo

 もう手はセメダインでベタベタ。ティッシュで手をふいたら、ティッシュが手にベタっとくっついてしまって大変な状況に。なかなか取れない。

 あれっ?とそこで思いついたのですが、剥がれた靴底と靴の底の両面にセメダインを塗り、さらにセメダインでべとべとにした小さく切り刻んだティッシュを挟みつつ接着したらどうなるんだろう。

 実際やってみたところ靴底が一瞬のうちに接着されそして剥がれないではないですか。

 セメダインが漏れた部分をこそぎとり靴墨を塗ったら!

 なんということでしょう!元通りです。

 こうしてワニを退治することができたのです。

 とりあえず直ればと思っていたのですが、この靴はこの後もしばらく使えました。

 買えよって・・・

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2021年12月22日 (水)

ステンレスが錆びにくい理由

 流し台や調理器具に使われているステンレスは錆びにくいし手入れも簡単なので様々な用途に使われています。

 ステンレスは鉄を主成分とした鉄とクロムやニッケルとの合金です。一般的にはクロムが11パーセント以上含まれるものをステンレスといいます。ステンレスはステンレス・スティールの略で、ステン(錆び)とレス(否定)で「錆びない」、スティールは「鋼」という意味です。しかし、実際には、ステンレスも手入れをしっかりしないと錆びてしまいます。むしろ「錆びにくい鋼」と言った方が的を射ているでしょう。

 ステンレスの表面には、酸化クロムでできた化学的に非常に安定な極めて薄い酸化皮膜ができています。この膜がステンレスを腐食から守っているのです。ステンレスはクロムの量が多いほど酸化皮膜を形成しやすく、より安定になります。この酸化皮膜の形成に11パーセントのクロムが必要になるのです。

ステンレスが錆びない理由
ステンレスが錆びない理由

 ステンレスには錆により強くするためニッケルを加えて結晶構造を変えたものなど色々な種類があります。ステンレスが錆びてしまったときにはポリウレタンフォーム(スポンジの裏面)や目の細かいスティールたわしなどでこすって錆を取り除いた後、乾いた布で拭いておくと酸化被膜が再生されます。

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2021年12月18日 (土)

磁石に引きつけられる金属は3種類

 磁石につくものと言えば、すぐに金属を思い浮かべると思います。しかしながら、すべての金属が磁石に引き寄せられるわけではありません。たとえば日本で使われている硬貨で試してみるとすべての硬貨が磁石につきません。

 実は磁石につく金属は鉄・コバルト・ニッケルの3種類しかありません。金属が磁石につくかどうかは、原子のもっている電子の状態で決まります。電子は自転しているため、まわりに磁界を作ります。そのため、物質の中に小さな磁石がたくさん存在しているような状態になっています。普通の物質は、この小さな磁石がバラバラの方向を向いているので全体としては相殺されて磁石の性質をもちません。ところが鉄・コバルト・ニッケルに磁石を近づけると物質中の小さな磁石の向きがそろうため磁石に引き付けられるのです。

磁石の仕組み
磁石の仕組み

 鉄・コバルト・ニッケルを含むある種の合金や金属酸化物は磁石に引き寄せられますが、これら3つの金属元素を含まない銅・マンガン・アルミニウムから成る磁石にくっつく合金が1903年に発見され、発見者の名前からホイスラー合金と名付けられました。ホイスラー合金はその構造の中で3つの金属元素が規則的に配列し自由電子のスピンの方向が一方向に揃っているという特徴があります。そのため磁石に引き付けられるのです。現在、ホイスラー合金は新しい材料として研究が進められています。

 ところで、ゴムやプラスチックの磁石を見たことがある人は多いと思います。これらの磁石はゴムやプラスチックにフェライト磁石やネオジム磁石などの磁性粉体を練り込んだものです。このような磁石をボンド磁石と呼びます。

 最近では高分子材料そのものに磁性を持たせたる研究も進んでいます。1991年に世界で初めて磁性をもつp-NPNN(p−ニトロフェニルニトロニルニトロキシド)という、極低温で磁石につく有機化合物が発見されました 。2004年には室温で磁性をもつ高分子材料PANiCNQがイギリスで発明されています 。高分子材料に磁性をもたせるには、分子中に安定な有機ラジカルをつくり、ラジカルの電子のスピンの向きを揃えます。分子間でスピンをそろえることができれば、強い磁石を作ることができます。磁石の仕組みが解明できたのだから、プラスチック磁石も作れるはずだという試みです。

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2021年5月 6日 (木)

ゴムの日に天然ゴムのおはなし(5月6日)

 毎年5月6日は「ゴムの日」とされています。この日に因んでゴム製品をPRする企業はたくさんありますが、どの団体がいつ頃に「ゴムの日」を制定したのかはわかっていません。

天然ゴムの原料

 人類が初めて使ったゴムは、南米のアマゾン川流域の熱帯雨林を原産地とするパラゴムノキの樹液を固めた天然ゴムです。パラゴムノキはトウダイグサ科パラゴムノキ属の常緑高木で、名前の「パラ」はブラジル北部のパラ州に由来しています。

パラゴムノキ(函館市熱帯植物園)
パラゴムノキ(函館市熱帯植物園)

 このパラゴムノキの幹に傷をつけると、乳液状の白い樹液が得られます。これが天然ゴムの原料となります。

天然ゴムの採取
天然ゴムの採取

 採取したばかりのパラゴムノキの樹液は、ゴムの成分が分散した白い水溶液(ラテックス)です。これに少量の酸を加えて凝固させて乾燥すると生ゴムになります。

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生ゴム

天然ゴムの発見

 紀元前1200年頃から紀元前300年頃、現在のメキシコのベラクル州とタバスコ州の境目あたりでオルメカというアメリカ大陸最古の文明が栄えていました。オルメカという名前は現地のインディオの言葉で「ゴムの国の人」という意味です。このあたりにはパラゴムノキが豊富にあり、人々は天然ゴムを使いこなしていたのでしょう。

 オルメカの遺跡から、宗教的儀式として球技が行われた祭祀場と、その球技に使われた天然ゴム製のボールが発見されています。この球技は「トラチトリ」と呼ばれるフットボールによく似た球技として、その後に発展したマヤ文明やアステカ文明にも受け継がれました。

 1493年にクリストファー・コロンブスが第2回目の航海でジャマイカに立ち寄った際に、原住民が天然ゴムで作ったボールで遊んでいるところを発見したことで、天然ゴムがヨーロッパに伝わりました。

クリストファー・コロンブス
クリストファー・コロンブス

 しかし、その後約300年の間は特に利用価値もなく希少品として扱われるのみでした。天然ゴムが初めて道具として使われたのは1700年代後半になってからです。酸素の発見者としても有名なイギリスの科学者ジョセフ・プリーストリーが天然ゴムを使うと鉛筆で書いたものを消せることに気がつき、1772年に消しゴムを作りました。この天然ゴムを使った消しゴムはあっという間に世界中に広まりました。ゴムのことを英語でRubberといいますが、これはrub out(文字を消す)という言葉が語源になっています。

天然ゴムの主要生産地が東南アジアなのは

 19世紀の終わりになると、自動車などのタイヤに天然ゴムが使われるようになり、天然ゴムは需要に対して供給が不足して価格が暴騰しました。そのため、イギリスは南米からもち帰ったパラゴムノキの苗木を、当時植民地支配していた東南アジアのセイロン島(現在はスリランカ)に持ち込み天然ゴムの栽培を始めました。これが南米を原産とするパラゴムノキの樹液から作られる天然ゴムの主要な生産地が東南アジアとなっている理由です。

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