講義No. 【シャボン玉】なぜまるいの？？どんな形からでもまるくなる？？ | おうち学びLife. 06164 シャボン玉はなぜ丸い? 最適な形を探求する「微分幾何学」 等周不等式 平面において、与えられた長さをもつ閉曲線のうち、囲む面積が最大となる図形は円です。これは等周不等式と呼ばれます。直感的には明らかなように思われますが、これを数学的に証明することは簡単ではありません。この問題が難しい理由は、長さが与えられたとき、その長さをもつ閉曲線が無数に存在することから来ています。 エネルギーが最小の形が最適な形 世界に存在するさまざまなもののうち、自然にできているものの多くは、ある種のエネルギー的な安定性をもちます。例えば、ワイヤーを折り曲げて作ったフレームに石けん液をつけて膜を張らせるとき、ワイヤーフレームに張る石けん膜は、そこに働く表面張力のエネルギーが最小になるよう、面積も最小になる形で安定します。例えば、2本の円形のワイヤーフレームを平行にしてその間に石けん膜を張らせると、どんな形になるでしょうか。円柱のような膜が張るだろうと思われがちですが、実際は、膜の表面はとっくりの首のように内側にくびれた形になります。それは、これが膜の表面積を最小にする形だからです。シャボン玉が球面なのも、同じ体積を囲む曲面の中で球面が最も表面積が小さく、表面張力のエネルギーが最小になる形だからです。 球面以外のシャボン玉も存在する!? では、球面が最適な形だとすると、球面以外のシャボン玉は存在しないのでしょうか。実際には、球面以外のシャボン玉を見たことはないでしょうが、曲面が自分自身と交差したときすり抜けると仮定すると、球面以外にもシャボン玉の数学モデルを作ることができることが証明されていて、その形は、一つ穴のドーナツのような形になります。 ある種の条件の下で最適な形を探すという学問を、幾何学的変分問題と呼びます。無限の自由度をもつものの中から最適な形を探すことは極めて困難な問題ですが、エネルギー的に安定した形は、無駄がなく洗練された美しさがあります。数学というと、数字だけを扱う無機質な学問のようにも思われがちですが、実は極めて創造的で夢のある学問なのです。
水の表面(空気と水との接する面)には、表面張力という表面を小さくしようとする力が働いています。この力は、コップに水をいっぱいに入れた時でも溢れないで盛りあがったり、葉っぱの上の水滴が丸くなったりする現象の原因です。 しかし、水に石けんを溶かすと、表面張力が弱くなり、水は丸くなりにくくなります。つまり、水の表面積を大きくすることができるのです。 石けんの入っていない水をかき混ぜたり、ストローで息を吹き込むと水中に気泡ができますが、それが水表面に浮き上がってくると、泡は直ぐに消えてしまいます。これは、水が丸くなろうとする表面張力という力が強く働くからです。しかし、石けんを水に溶かすと表面張力を弱めてしまいますので、水は丸くならず拡がりやすくなり、泡ができやすくなります。また、泡の表面に石けん分子が規則正しく並びますので、泡を長持ちさせることもできます。 この様に石けんを水に溶かすことで、水の薄い膜(泡の膜)を作りやすくし、気泡として空中を浮遊することができるのです。
シャボン玉を平面に敷き詰めた円の断面だけを見ていきましょう。 円が、剛体(どんなに力を加えても変形しない)円板であれば、どうしても円と円の間に隙間ができてしまい、一定の面積において最大でも90%までしか埋めることができません。 しかし、幸いにもシャボン玉は剛体ではありません。少しの間、泡を好きな形に変えられるとしたら、平面をどのように埋めていくと思いますか? 同じサイズ のシャボン玉をタイル張りのように、隙間なく( 無駄な領域がない)平面に並べたい場合、形の選択肢は「三角形」と「四角形」、「六角形」に絞られます。 果たして、その中で最も効率のよい形状はどれでしょうか?
4月30日放送のチコちゃんに叱られる!で シャボン玉が丸いのはなぜ? という質問がありました。 チコちゃんに叱られる!シャボン玉が丸いのはなぜ? 答えは、水分子同士が引っ張り合ったあげく丸く収まるから 詳しく教えてくださるのは 東京理科大学 物理学科 教授 川村 康文 先生(かわむら やすふみ) 石鹸の分子で界面活性剤というのがありますが 薄い界面活性剤入りの水の膜。 これがシャボン玉の層なんです。 シャボン玉は 水と界面活性剤という石鹸や洗剤の成分でできています。 洗剤の成分には水とくっつきたがる所と水から離れたがる所があります。 洗剤を水の中に入れると 水とくっ付きたがる部分が水の方へ… 水から離れたがる部分は空気の方へと向きを揃えて水面に集まります。 シャボン液をストローや輪っかにつけたとき断面を見てみると水を洗剤の成分が挟んでいる状態です。 この状態で息を吹き込むと空気に押されて伸ばされ薄く大きくなっていき やがて丸くなってストローや輪っかから離れます。 番組D「じゃあ シャボン玉が丸いのはなぜですか?」 川村先生「ちょっと理屈ぽい話なので芝居仕立てでご覧ください」 ここで始まるのは NHKひとり舞台 シャボン玉の一生 ひとり舞台といえば この方。 そう 名女優の木村多江さん。 私はシャボン玉。 ねぇ!なんで私が生まれるか知ってる? チコちゃんに叱られる！シャボン玉が丸いのはなぜ？ ４月３０日 | HonuLog～ホヌログ. 私のお母さま お水。 お母さまは 家族の絆を大切にする愛情に溢れた人で何よりも離れることを恐れる束縛の強い女性だったわ。 そしてお父さま 界面活性剤。 束縛の強いお母さまを優しく包み込む器の大きい人。 そうそう 何で私(シャボン玉)が丸るいのか それを知りたいんでしょ。 それは あなたのせい。 命を吹き込んでくれた 無邪気なあなたのせい。 水は水分子がお互いに引っ張り合う力が強いんです。 水の分子が四方八方全方位に同じ大きさで均等に引っ張り合うと角の無い形 丸い球体。 コップいっぱいに水を入れると縁よりも上にちょっと盛り上がります。 この時 コップの縁ではこぼれ落ちそうな水分子を 隣の水分子が引っ張って さらに引っ張っている分子を隣の分子が引っ張ってというように組体操の扇の要領で それぞれが引っ張りあっているのです。 シャボン玉が浮かんでいる時に 上も下も横も前も後も全部同じような力で引っ張りあうので全体として球の形になる。 浮いた状態で水分子が四方八方に引っ張り合うため角のない球体になるのです。 ま~るくなった あたし。 あなたの温かい吐息で大空に飛び立つの。 あー!
眩しい! 太陽の光をまとった 私は同じモノが2つとない変幻自在なドレスで輝くの。 ステキでしょ! 見てー! 見てー! 七色に輝く あたしを見てー! アハハハハハハハハ! シャボン玉は 場所によって厚みが違うので輝き方にむらができます。 あー なんて気持ちのいい風でしょう。 どこまでも高く飛んで行けそうだわ! あらあら あなたったら私の妹たちをたくさん作っちゃって。 あたしを捕まえてごらん。 アハハハ! アハハハ! アハハハ! アハハハ! アハハハ! アハハハ! アハハハ! あー! 気付いたらだいぶ高いところまで来てしまったわ。 お姉さまぁー! あらぁー! ずいぶん高いところまで行ったのねぇ! お姉さまぁー! きゃ! はぁー! きゃ! はぁー! 妹たちのシャボン玉は割れてしまいました。 空気中のチリに当たったのね。 空気中を流れているチリとかにぽっと当たるとパッと割れちゃうんです。 助けてー! お姉さま! どうなさったの? 乾く! 乾く! 蒸発していくので最後 シャボン玉は割れちゃいます。 はぁー! はぁー! 水分が無くなってしまったのね。 今日は乾燥しているからぁー! かわいそうな妹たち でも あたしはどこまでも飛んで行くわ! どこまでも! どこまでも! アハハハハハハハハ! アーッ! あ 頭が痛い! 頭が割れる! これはもしかして重力が…重力が… アーッ! 私の肉体が どんどんどんどん下になだれ落ちていく! 重力があるので液体がどんどんどんどん下へ下へと垂れていって… 天辺の辺りがどんどんどんどん薄くなっていく。 そして最後 割れちゃう! シャボン玉…飛んだ! 屋根まで…飛んだ! 屋根まで…飛んで! 壊れて…消え…た! アーーーッ! 番組D「こういうことでしょうか?」 川村 先生 「なかなかすばらしいですね! たくさん出来たシャボン玉を妹に見立てて その妹たちが それぞれ いろんな苦難にさらされて はかなく消えていくシーンを非常にうまく表されていると思います」 最期にシャボン玉の歌を歌いながら断末魔の叫びを上げる木村多江さんが危機迫る迫真の演技が凄かったですね。 チコちゃんに叱られる!シャボン玉が丸いのはなぜ? まとめ 今回は チコちゃんに叱られる!シャボン玉が丸いのはなぜ? について情報発信させていただきました。
色々な角度から細かいところをこれでもかってくらいチェック、 シャンプー、ブローを終えてから、 さらにチェックしてカット。 切り残しなんてあるわけありません。 また、本人の骨格、毛量、髪質、顔立ちや雰囲気を踏まえた上で 的確にアドバイスし、相談の上でカットの方向性を決めてくれ、 「こうしたい!」 という要望をただ単純に叶えるのではなく、 本人に合うように、絶妙にカスタマイズしたヘアスタイルを提案してくれます。 だって、切り抜きで持って行った写真のモデルさんと自分とでは、 骨格も髪質も何もかも違うわけですから、 同じように切ったところで「ぴったり!」になるわきゃないわけで。 相談しながら切ってくれるので、 「…あれ?イメージと違う…」 ってこともありません。 そして、今までに行った他の美容室と決定的に違うのは、 長いスパンでヘアスタイルのことを考えてくれること。 これまでどういうヘアスタイルをしてきたか、 切った後はどうなっていくのか、どうなりたいのか。 現在だけじゃなく、過去を踏まえ、未来を見据えて切ってくれる。 なので、 あれ?前もこんな髪型にしたよな~…(飽きた…) とか、 えっ!ちょっと伸びるとこんな風になっちゃうの?! (想像できなかった) なんて失敗も、無い。 さらにさらに、ママさん達には嬉しいことに、 子供の髪も切ってくれます☆ 子供相手でももちろん手抜きなし、真剣! そうそう、お客さんの層が老若男女と幅広いのも特徴です。 光が射し込んで暖かい雰囲気のシャンプースペース。 パーマやカラーリングの時間を過ごすスペース。 お店のすぐ裏手がビーチなので、 大きな窓から北谷の海を望みながら、ゆったり寛げます。 ドリンクサービスがあるのも嬉しい。 美容室ジプシーから抜け出したいあなた、 是非一度、サン・スーシーをお試しあれ☆ 写真・文 中井 雅代 サン・スーシー 沖縄市比屋根1-11-10 098-932-0825 open 9:00〜18:00(受付) close 月
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