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2018年6月28日 (木)

表面引力はあなたの身近で観察できる!【5-5】 Surface gravity can be observed in your familiar.

概要:小学生の女の子を相手に、アインシュタイン思想を語っています。最後の方で、『ああ分かった。あの断面が富士山みたいな形 がガラス管壁が周囲の物を引っ張っている分布だってわけね。納得です、先生』と納得するのです。小学生の女の子でも重力圏(引力圏)の概念を理解できるのです。アインシュタイン思想とは、そんなやさしくて身近な思想なのです。
Summary: Against for school girl, a teacher speaks Einstein thought. At the end, "Oh OK. It's distribution is shaped like a Mount Fuji that section pulled things around the glass tube wall. It is pleasant, teacher ' and is convinced. It is girl of elementary school students can better understand the concept of gravitational sphere (gravitational). Einstein's thought and is so friendly and familiar ideas.
 放課後に、女の子がやって来て質問しました。
『先生、シャボン玉を作るとき、注意深くゆっくりと息を吹き込んでいるのに、突然はじけちゃうでしょ。あの突然に起きるのはどうしてなの?』
 After school, a girl is coming for a question. "Teacher, when make bubbles, carefully and slowly breathe, but it suddenly pitiful huh. That suddenly the why's to get up? '
The teacher answered as following.
 先生は次のように答えました。 

息を吹き込むのを止めていても、ある時突然はじけて消えて無くなっちゃったでしょ。まるで、爆発が起こったみたいだったわね。宇宙空間でもそんな爆発が時々突然に起こっているのよ。これもお家で実験してみることができるわ。

さっき使った細いガラス管に水を少しだけ入れて置くの。そして1時間毎に、その形()と長さを記録していくのよ。 どうなると思う?
凹の形は時間が経っても変わらないでそのままだけど、長さの方は時間に比例してどんどん短くなっていくのよ。だから『もうそろそろ爆発が起きるな』っていう時間が予測できる。そして実際にその爆発が起きるのよ。
宇宙でもそんな爆発が起こっているのよ。興味あるでしょ。お家で実験してみてごらん。
 Even stopped to breathe even when burst suddenly disappeared, has been changed. As the explosion took place was like. Space is so explosive sometimes suddenly are going on. Can this experiment at home in it. The glass tube with just put a little water. And 1 hour each to record form (concave) and length. Keep I'll answer it. Over time is the concave shape stands as it is, but length is directly proportional to the time and getting shorter. So saying "now explosions happen,' time is predictable. And actually cause the explosion. Of such explosion is happening in space. You are interested in. Try experimenting at home.
 お家に帰ってから、『あの説明で良かったのかな?』と先生は気になりました。

そこでインターネット検索で「水の蒸発速度」を検索してみました。
「机の上にこぼれた水が乾くのにどのくらいの時間がかかるか?という設問で、こぼれた水の厚さが1mmなら、約1時間で乾くはず」という人がいました。
『この分なら、質問に来た女の子が実験してみたとき、凹レンズ型をした水膜はドンドンと短く(薄く)なって、うまくやれば数時間後には突然に破れてしまう』という予測ができました。
After she came home, and she cares as "good in that description of it?' Then she tried searching in Internet search evaporation rate of water.
 "How long it takes to dry the water spilled on the desk?" should dry in about an hour if 1 mm thickness of water spilled on the question, "that there were people.
"Thumped short concave type water membrane when the girl came to the question if this is applied, and (thinner), she might get after a few hours suddenly to tear.' that was expected.

『うまくやる』とは 水を極少量入れることです。
 スポイドを使えば少量入れられます。》水柱の長さが2mm程度であれば、約1時間後には水膜は破れるはずです。
 何故なら、机の上にこぼした水は片面からしか蒸発していきませんが、凹レンズ状の水膜には、左右両面から蒸発が起こるのですから2のスピードが期待できるのです。
"Get along" is to put a very small amount of water. "Will put a small amount you can use the eyedropper." Water is about 2 mm in length, about an hour after break water film should be. This is because water was spilled on the desk will not evaporate from one side only, but to the concave-shaped water film from both left and right sides happen evaporation from 2 x speed is expected.
 もう一つ理由があります。ガラス管の内壁にくっ付いた凹型の水柱の表面は半球面でしょ。半球の表面積は円板の表面積の2倍あるでしょ。式で書くと、
 (4πr^2)/2÷(πr^2) = 2 ですから2倍です。
面積が2倍であってそれが両面にあれば、蒸発の速さは4倍が期待できるのです。
『うまくやれば数時間後には突然に水膜が破れてしまう』という予測ができて先生はほっとしました。
One more reason. Glued together on the inner wall of the glass tube concave water surface is a hemisphere? Surface area of a hemisphere is twice the surface area of the circular, right?
Write expression (4 Pi r ^ 2) / 2
÷ (PI r ^ 2) = 2 is double.
It is the area twice and have it on both sides, rate of evaporation can be expected four times.
 "Pull in a few hours suddenly to break water film ' that prediction, she felt relieved.

 先生が女の子にこの実験をすすめたのは、「宇宙でもそんな爆発が起こっているのよ」ということを教えてあげたかったからなのです。そしてガラス管の中の時空間はんでいるしがっているのですよ、というアインシュタイン思想を暗に伝えようとしていたのでした。
Teacher was this girl wanted to give it that "In Universe, even such explosions going on." the reasons are. And Einstein thought in the tube space-time is warped and bent, it was trying to imply.

『シャボン玉が突然破裂する理由を質問に来た女の子にアインシュタイン思想を伝えようとは、このフィボナッチ先生はずいぶんと強引な人だな』って思ったでしょ。でもこれで小学生は結構納得するんです。
 そして『宇宙空間で起こっていることと、自分の身の回りで起こっていることとが相似形なんだ。時空間は曲がっているんだな』って納得するのです。

"And the girls came to ask why soap bubbles to burst suddenly, Einstein thought to convey Fibonacci teacher very pushy person, ' thought, right? But they are pretty convinced elementary school in this. And "similar is happening in outer space and is happening in their surroundings. It have bent time and space, they are to convince.
 まあ『だまされた』とでも思って聞いて下さい。
次の日、女の子がやって来て先生に報告します。
『先生が言ったようにやってみたら、4時間後に水膜は破裂してガラス管の内側に薄平べったくくっ付いてしまったわ。どうして突然に姿を変えたの?』
Well you "cheated" and also, please listen.
The next day the girl came and informs to the teacher. "Burst water after four hours if I do teacher said, it was always thin flat on the inside of the glass tube. Why suddenly the changed appearance? "

 実はね。水って液体は、小さな原子分子という粒からできているの。その粒は沢山(たくさん)あって、お互いに分子間力という引力で引き合って小さな世界を作っているのよ。だから、周囲に何もなければ、その水の集合体は球の形になるの。
でもね、球の端にある原子分子は、他にお友達の原子分子が近づくと一緒になれるように、常に球の外に向かって引力の手を伸ばしているの。その手ははるか遠くまで伸びているのだけれど、距離が遠くなると距離の2乗で引力は小さくなっていくの。だからほんの極近くに友達がくるまで引っ張り合わないのです。水玉の中にいる友達と引き合う力の方が格段に強いからです。
As a matter of fact. Of the water liquid is made from particles of atoms and small molecules. Its grain is plenty (lot) in the attractive Intermolecular forces that Act on each other, making a small world. No around the collective body of water in the form of a sphere so the. However, atoms and molecules to the edge of the sphere, approaches to other friends of atoms and molecules with so always towards the outside of the ball stretched out hands of attraction. It's as though its hands are stretched far away in distance of 2 squares attraction is becoming smaller. So, it is just very close friends not pulled until. It is from friends in polka dots and pulling force is much stronger.
 そこにガラスという原子分子が近づいて来ました。そうですね、距離で言えば0.2mm程度のところまで偶然に近づいて来た。ガラスさんも引力という手を周囲に伸ばしているの。その手の長さは、水さんの手の長さの2倍ぐらいかな。
質量
(重さ)が大きいと引力という手の長さも長いのよ。だから、0.2mm程度の距離の所に水の集団がやって来ると、引力で引き合うことになり、軽い水の玉の端っこにある水分子はガラスさんに引き寄せられてくっ付くのです。
 そして、芋づる式に水分子同士がガラスさんに引き寄せられて水の集団全体がガラスさんに吸着されることになるの。
The atoms and molecules that glass came up there. So well, speaking at a distance up to about 0.2 mm coincidentally came up. Glass, it also is reaching around the attraction of. The length of the hand is the length of the water we get twice as much? It's long length of gravity and mass (weight). So the water is at the distance of about 0.2 mm of water comes along and pulling on the gravitational pull, is on the edge of the ball of light water glass is going to pulled the sticky. And empowers children with each other glass is going to pulled the entire populations of water glass It to will be.
『先生、水玉がガラスにくっ付いて吸着されるのは分かったわ。でもね。私が聞いているのは、凹レンズの形でガラス管の内壁にくっ付いていた水が、突然に姿を変えて、ガラス管内壁に平べったくくっ付いた事よ。どうして急に形を変化させたの?まるで忍者のようじゃない?
"I snapped, teacher, polka dot hanging around in the glass. But. I have heard that water had adhered to the inner wall of the glass tube in the form of a concave lens is suddenly in glued together flat on the glass wall of the tube, to change things. Why change shape? Looks like Ninja not? '
 あなたがやったあの実験では、凹状の水の長さがどんどん短く小さくなっていったでしょ。凹状の水の一番短い厚みは0.1mm程度ぐらいになっていたの。そこにガラスさんの引力が及んで来て「こっちに来なさい」て引っ張りだしたの。水集団中央付近の2人が左右から引っ張られてたまらなくなってちょっとだけ手を放したの。
 そしたら、付近の水分子さんも、2人を引き付けておいてあげられなくなって、付近にいるみんなが我も我もと(一勢に)手を放したの。そしてそこを裂け目としてガラス管内壁へ向かって吸着されていったというわけなのです。
 突然に形を変えたので、ビックリしたでしょ。
That test you did, the length of a concave water getting shorter and shorter it becomes small. The thickness of the concave water were about 0.1 mm approximately. There are glasses of attraction is coming, "come over here" is pulling out of the. Water mass in the middle two were pulled from side to side at this point, it just let go of. Then, everyone in the vicinity near water, even two people attract keep give no longer is my and's (1 to) let go. And is it towards the wall of the glass tube as a RIP that was absorbed. Suddenly in the changed form, so you were surprised, don’t you?
『ホントに一瞬の出来事だったから、驚いた!』
 でもね、あんなに急激に形が変化したにもかかわらず、水の中に住んでいる微生物達にとっては、何にも感じないのよ。
『え?どういうこと?』
"From the moment happened really surprised!'
 However, It don't feel anything for the micro-organisms that changes so rapidly, despite living in the water.
 "No? What do you mean? '

 例えばね、あなたが友達数人で手をつなぎあってエレベータの中にいた時、エレベータが急に動き出したことを考えてごらんなさい。最初ちょっと違和感があるけど、あとは止まっている時と同じように手をつなぎ合っていたり、じゃれ合ったりできるでしょ。
あれと同じで、水の形が凹レンズの形からガラス管内壁にリング状にへばりついた形になるまで、中の生き物はほとんど変化していることを感じないのよ。
 引力とか重力ってものは、そんなものなの
For example think of that when you were in the elevator, you are even in number of friends hold hands the elevator began to move rapidly. The first have a little discomfort, but you just like when you're stopped hands, places or you can play. Of creatures in don't feel that changed little until adherence ring on the wall of the glass tube from the shape of the concave form of water, same as that in the. These kind of things of gravity or gravity.
『でも、ガラス管が水分子を引っ張ってたのは事実なんでしょ。それが消えたわけじゃないわよね。』
「そうよ。ガラス管も水分子も、全ての物質は万有引力という引力を周囲に働かせているのです。」
『じゃあ、ガラス管が引っ張っているのは一体全体何を引っ張っていることになるの?』
"But the fact that glass tube was pulling water molecules, right? It's doesn't mean it disappears."
" So you are right. It is a glass tube and water molecules, all matter is working around gravitation called universe- gravitation."
" Then pull the glass tube will be pulling what on Earth for?"

物には重心ってものがあるでしょ。移動中の水集団にも重心があるのです。その重心をガラス管壁が引っ張っているのです。その物体集合の内部では、形を変えている最中も、形が変化していない時も、どちらにしても、お互いに相対運動をしているだけだ、って感じるのです。」
"There's Center of gravity to the right. It is also Center of gravity in water mass on the move. It is its center of gravity is pulling off the glass wall. It is sometimes does not change shape while changing the shape of the objects inside the either way, each motion was only doing, just feel. "
『?ちょっと待ってよ、先生。ガラス管の重心点はガラス管の中心軸上にあるでしょ。凹レンズの形をした水集団の重心点も凹レンズ型の中心にあるじゃない?だったら水集団とガラス管とは引き合えないじゃない?重心点が重なっているのだから。形を変えている最中も、水集団の重心点は変化しないの?』
"? Wait a minute, Sir. Center of gravity point of the glass tube is located on the axis of the tube, right? There in the middle of concave lens concave-shaped water mass center of gravity point? Would pull the water group and the glass tube can't communicate? Because of that overlap the center point. While changing the shape does not change gravity of water is? "
 厳密に言うと、その通りです。
でもね。ものにはばらつくってことがあるでしょ。ケーキを二つに分けても中々真っ二つには分けられないでしょ。スイカ割りのときだって、目を開けていても真っ二つには分けられません。でも凹レンズ型の水集団を正確に
100等分できたとして、ガラス管の方も100等分して掛け合わせた10,000組すべてに関して万有引力計算をしてみると、まあほぼ、管壁に水集団が近づいていく様子がコンピュータでシミュレーション計算できます。
(こんな計算をしている大学の先生は今でも沢山おられるのです)
Strictly speaking, and you are right. But. May vary on what is it? Divided into two cakes you can't be separated in just two, right? Watermelon when you open your eyes and also cannot be separated in just two. But the State water group of concave lens type to the gravitation calculation about 100 increments and the 100 blocks of glass tubes, multiplied by 10000 pairs all exactly look well almost the wall water group is closer to simulation in a computer can be. (Many who still are doing as these calculations.)
 実は、100年前にアインシュタイン先生が相対性理論を組み立てて、「重力とか引力というものは、時間が伸び縮みしているということに置き換えられる。時空間は歪んでいる(曲がっている)。だから光だって曲がるのだ」と100年前におっしゃったのです。でもほとんどの先生方は理解できなくて、今でも万有引力の法則で重力問題を解こうとしておられるのです。
 ああ、こんなことをしゃべってはいけないのでした。
In fact, 100 years ago, assembled a theory of relativity Einstein teacher, "replaced by that gravity or gravitation is the time that expand or contract. Space-time is twisted (curved). So it's light too turn "and said 100 years ago.  But they don't understand that most teachers, even now in the law of universal gravitation gravity problem to solve.
  A Oh, let slip that it was wrong.

 宇宙の時空間が歪んでいる(曲がっている)という事と同じように、ガラス管の外側も内側も時空間が歪んでいるのです。
その歪み方は目に見えません。でも、あなたが昨夜実験した破裂する直前の凹状の水の形は、その歪み方(重力分布の様子)を充分正確に表現しているのです。
 水集団は、そのガラス管壁が創りだしている重力場の中で安定な形を作っているだけなのですよ。
It is the space-time is distorted outer glass tube also inside the warped space-time of the universe (bent) and equally. The distortion is not visible. However, the form of a concave water explode before you experiment last night, expresses precisely enough that strain those (appearance of the gravitational field). Water mass in a gravitational field that invented the glass tube wall stable is just making a shape.
『ああ分かった。あの断面が富士山みたいな形がガラス管壁が周囲の物を引っ張っている分布だってわけね。納得です、先生』

 どうです?見事に小学生の女の子が重力圏
(引力圏)の概念を理解したでしょ。アインシュタイン思想は、無事小学生にも理解できるのでした!
"Oh OK. It's distribution is shaped like a Mount Fuji that section pulled things around the glass tube wall. Is a pleasant, teacher.'
What is? See she understood the concept of gravitational sphere (gravitational) elementary school girl to. It was Einstein's thought is understandable to elementary school students also successfully!

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