チョークを割らないように落としたい
というわけで
sgya-youtoo.hatenablog.com
の続きです。卵の代わりにチョークを使って(教育的)実験は可能なのか、色々試してみたのでこの辺りで一旦発表しておきます。
チョークを使う意義
安い
100均で30本程のものが手に入るので、5円/本 未満になります。卵よりは安いかなと。
とはいえ、今回提案する方法ではチョーク以外の部分で初期投資がそこそこかかってしまいます。何度も使用することを考えればいずれ卵より安くはなりますが、多少実験する程度だとコスト面で卵に劣ったりもしてしまいそうです。
後処理が比較的楽
割れた後のことを考えると、圧倒的に卵より処理が楽です。せいぜい白い粉が出る程度です。
チョークの欠点
軽すぎる
自重がある程度無いと、適当に紙でアレコレすれば空気抵抗でなんとでもなってしまうので、後述する方法である程度重たくしてやらないといけません。この点が、一番の工夫のしどころになるでしょう。
実践
さて、それでは今回のメインです。
容器
チョークの欠点である「自重の軽さ」を克服するために、コレを用意しました。
水道管関連の商品で、
- 長ニップル×1…呼び径:3/8 長さ100mm
- 管継手キャップ×2…呼び径3/8
です。
ホームセンターの水道関連のコーナーで見つかると思います。通販でも買えるようで、それぞれ
が該当します。
私はホームセンターで買って、185円×1+305円×2=795円かかりました。リンク先だと合計569円(送料別)ですね。
準備
買ったら先ず、食器用洗剤等を使って表面の油を洗い落としてしまいましょう。かなり落ちにくいので、念入りに洗わないと後々実験してると手がベタついてきて面倒です。
洗ったら、こんな感じに端をキャップで閉じて中にチョークを入れてやりましょう。丁度、チョークがすっぽり入る程度の管の内径になっています。
出来ました。
総重量は、チョーク込みで
154g…卵よりだいぶ重くなりましたね(卵一個で大体50g)。気にしない気にしない。
これを、中のチョークが割れないように高いところから落としたいわけです。チョークを入れる容器がかなりの殺傷力を持ってしまったため、もう室内で落とすと床が傷だらけになるので、いい感じの場所を探してそこで実験しましょう。
実験
東大駒場キャンパスの図書館裏にある公園で、少しばかり実験してきました。
前記事の通り、割らないようにするためには主に
- 空気抵抗を上げて落下速度を下げる
- 着地の衝撃を吸収する
がありますが、まずは何もしない状態でちゃんと割れるかの確認です。
1.8m程の高さから容器を縦向き横向きでそれぞれ落としましたが、どちらでもキチンと内部のチョークは割れてくれました。
(写真撮り忘れた)
で、次に
- 空気抵抗を上げて落下速度を下げる
のアプローチを試してみました。
かなり雑な工作ですが、A4用紙から先ず正方形を切り出し、残りの長方形を細く4等分してパラシュート型のモノを容器に取り付けました。
これを先ほどと同じ高さから落としたわけですが…
ダメでした。余裕で割れました。落下の様子を見るとわかるのですが、自重が重くなりすぎたせいで空気抵抗をこの程度で上げても焼け石に水、勢いよく地面に激突する結果となりました。
そしてもう一つのアプローチ、
- 着地の衝撃を吸収する
です。
A4用紙を錐状に丸めてテープで止め、上の方の余ってる部分を切り取ってクシャッと底に詰めた形になります(授業で余った紙流用してるので何か印刷されてますが気のせいです)。
これを上から落としたわけですが…割れました。
というのも、写真の時点でわかるように、細長い形状の容器が中でバランスを取れずに錐の側面にもたれ掛かった状態になってしまうんですね。このまま落としても錐の頂点より側面から地面にぶつかる形となってしまいました。衝撃を吸収するもなにも薄い紙一枚隔てただけになって意味がなくなってしまったわけですね。
で、改良版がこれです。
更に上部を切ったり、別の紙も少し使ってクシャクシャにしたモノを容器と側面の間にいれました。
これで、容器が上手く直立してくれるようになりました。
これで落としてやると、上手くチョークが割れずに済む結果に。
結論・展望
所謂「エッグドロップ」を、卵を使わずにチョークで実験出来ることになりました。回数が多ければ多いほど、卵に比べてコスト面でも有利になります。
ただ、実験でもわかるように自重が重くなりすぎているためか、空気抵抗を活用するアプローチが不利になっています。この点は、容器のキャップを簡素なモノにするなどで対処可能かと思います。
何より、卵と違って割れた後のことを考える必要が殆ど無い(今回の容器であれば粉も外には漏れないですし)点が一番大きいでしょう。
後は、落とす高さや競技条件(的、保護するモノの重さなど)についてですが、これは卵のものと同様に柔軟に変えていけるかと。
最後に
春休みに特に何もすることがなく時間を持て余したのでこんな感じで遊んでいました。
他にも卵以外に使えそうなモノやより良い容器の提案があれば、教えていただけると幸いです。
また、記事の内容に関して何かありましたら、コメントなり私のTwitterアカウント[@sGya_youtoo]までご連絡なり頂ければ幸いです。
