質問概要
タイトルの通り。
質問詳細
あるTV番組で発明王エジソンのエピソードを扱っていました。
その番組では、エジソンの発想の転換について、こんなエピソードを紹介していました。
エジソンは白熱電球を発明した。
量産に際し、エジソンの部下の研究員が、白熱灯の中に含まれる空気の容量を計算していた。
ご存じの通り、白熱灯は、球体でもないし、円筒でもない、滑らかな”電球の形”をしている。
部下は複雑な数学式を立てて、あれこれ計算していたがどうしても計算できない。
部下がどうしても容量を計算できず途方に暮れていると、エジソンがやってきた。
部下は現状を伝え「電球の形状が複雑すぎて、私には計算できません」というと
エジソンはこともなげにこう言った。
「そうかね、そんなに難しいかね? 私だったら電球に水を入れて、その水の容量を計るけどね」
これがエジソンの発想の転換の素晴らしさなのでした!!!
この番組を見て、友人(知ったかぶり男)がこう言いました。
「発想の転換? そんなの誰だってできるじゃん。電球に水を入れて容積を計るなんて、
誰だってできるよ、この部下がバカすぎるんだよ」
私が
「そうかなあ? 水で容量、体積を計る、って切り替えるのは難しいんじゃないの?」
と聞くと、友人(知ったかぶり男)は超自慢顔でこう言いました。
「あのなあ、誰でも知ってるアルキメデスの逸話に、
”王より命が下った
【この王冠が金無垢か、銀の混ぜ物をしてあるかを調べろ
ただし、王冠を壊したり、溶かしたりして調べることは禁ずる】
ってのがあるだろ?
アルキメデスは鉱物にはそれぞれ固有の比重があることを突き止めた。
そして王冠と同じ重さの金塊を用意した。
それぞれを、水を満杯にした桶の中に入れ、あふれた水の量でそれぞれの体積を計った。
これによってアルキメデスは王冠を壊すことなく、同重量の金と王冠が、体積が同じか否か?で
金無垢か、混ぜ物入りかを判定することができた。
この逸話さえ知っていれば、
”複雑な形をした物体の体積、容積を、水を使って計測する”
なんてことは理系の人間なら誰でも思いつく。
いや、理系人間だけではなく、こんなものは私立小学校、いや、私立幼稚園の入試問題レベルだね。
物体の体積を計るために水を利用する、なんてのは5,6歳の子供だってわかるよ。」
と超ドヤ顔でした。
そこで質問です。
1 物の体積、容積を計るために、水を利用する、というのは、理系、文系問わず、大人なら誰でも思いついて当たり前のことでしょうか?
2 複雑な物体の体積を、物体を壊さずに計るにはどうしたらいいでしょうか? という入試問題は市立小学校、私立幼稚園でも出るような問題でしょうか?
どこかの私立学校で出題された過去はあるでしょうか?
物体の体積に詳しい方、お願いします。
A 回答 (18件中1~10件)
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No.18
- 回答日時:
>エジソンの時代には積分という分野が確立されていなかった
いえいえ 積分はありましたよ。
積分でなくっても 台形の積み重ね と考えてもできます。
エジソン電球の量産したものの寸法精度がどれくらいかわかりませんが、フィラメントの量なんて誤差の範囲でしょうし、真空にするのにどれくらい空気を抜くかも真空度を測ればいい(空気を抜くときに同時に測れます)です。何立方センチ抜きたいという方が難しいです。
たぶんこのエピソードは実話ではないのでしょうね。あとから誰かが考えて付け加えたのでしょう。
ご回答ありがとうございます。
>たぶんこのエピソードは実話ではないのでしょうね。あとから誰かが考えて付け加えたのでしょう。
ワシントンが桜の枝を折った、みたいなもんですかね?
No.17
- 回答日時:
>複雑な数学式を立てて、あれこれ計算していたがどうしても計算できない
そうでしょうかねえ? 数学の知識のある者なら 電球の断面を積分で出してそれを回転体とすればちゃんと計算で出せます。
その部下はよっぽどの無能なんだなあ と思います。
たしかに むずかしい計算をしなくても 水を入れて 重さを測れば体積を測ることもできますけどね。
どっちにしろ 答えが得られればいいので どちらの方式がいいか とは言い切れませんね。
ご回答ありがとうございます。
>そうでしょうかねえ? 数学の知識のある者なら 電球の断面を積分で出してそれを回転体とすればちゃんと計算で出せます。
まあ、そうだと思いますが、フィラメント部分の体積を除く必要があります。
それができなかったのでは?
あるいはエジソンの時代には積分という分野が確立されていなかった、とか?
No.16
- 回答日時:
気付くか? 気付かないか? ただ、それだけのことだ。
気付いた者にとっては、簡単な事だが、気付かなかった者にとっては、成程って奴だ。
気付きとは、天の教え。
いわゆる、天啓って奴だ。
気付いたからと言って、自慢して居るようでは、以後は、何やっても、上手く行かない、不運、不幸、苦労、苦難の人生を過ごす事になり、
天啓は頂けなくなる事だろう。
ハッと、何かに気付いた時は、天に感謝する感謝の心を大切にする事だ。
信じるも良し。
信じないも良し。
好きにしなさい。
BY 逆転地蔵 ♪♪(=^・^=)♪♪
No.15
- 回答日時:
>体に10kgの重りをつけて強制的に水に沈ませ、そうやって計った水中体重から単純に10kgを差し引いても、正しい水中体重にはなりませんよね・・・
この場合、重りの水中重量を引きます。空気中の重量ではなく。
例えば、重りだけを水中で重量測定して9Kgだったとします。ここでは空中重量は不要です。
そして、例えば重り+人体の水中重量が4Kgとすると、ここから重りの水中重量を引いて、4Kg - 9Kg = -5Kgが、重りなしの人体重量になるわけです。
で、この人の空中で量った体重が80Kgだったとすると、
水中重量との差、80Kg - (-5Kg) = 85Kg がこの人の体積と同じ量の水の重量です。比重1で計算すると、体積は85リットルという具合です。
No.14
- 回答日時:
>水の中で体重を計る、っていうのは、ぷかぷか浮いてしまって大変ですね。
私の様に体脂肪率高い人は浮きます。そういうときは重りをつけて水中で体重測定してから、重りの水中重量を引きます。すると水中体重がマイナスになりますが問題ありません。空気中での体重との差が、同体積の水の質量になるのは同じです。
ご回答ありがとうございます。
>私の様に体脂肪率高い人は浮きます。
そういえば、以前
「普通の人は水に入ると体が自然に浮くが、
プロボクサーやボディビルダーのように
脂肪が少なく筋肉質の人は体が浮かずに沈んでしまう」
という話を聞いたことがあります。
>そういうときは重りをつけて水中で体重測定してから、
なるほど、重りをつけて強制的に「筋肉質で体が沈んでしまう体質」を作り出すわけですね。
>重りの水中重量を引きます。
えーと、いくら重たい重りと言えども、重り自身に体積がある限り、アルキメデスの法則の
「液体に浸かる物体には、物体が押し出した液体の重量に等しい浮力が働く」
によって、浮力を得ているわけですよね。
それ、どうするんでしょうか?
体に10kgの重りをつけて強制的に水に沈ませ、そうやって計った水中体重から単純に10kgを差し引いても、正しい水中体重にはなりませんよね・・・
水中体重から10kgの重り分を差し引くときに、当然「重りが得ている分の浮力」は除外して差し引くんですよね。
No.13
- 回答日時:
>>で、この質問の主旨は「知ったかぶり男」をやり込めたい、という事でしょうか?
>いえ、別に・・・
そうですか。それは大変失礼いたしました。
私ならそう思うだろうな、と思ったもので。
ともかく、王冠の件は書いた通りです。あふれた水量を測るのではない。
余談になりますが「従業員をプールに沈めて」の件も、体積を測るのではなく、水中で体重を量る筈です。水中体重測定法と言います。空気中での体重との差が、同体積の水の質量です。
>ならばなぜエジソンの部下は思いつかなかったのでしょうか?
この件は、私も思いました。作られた逸話じゃないかと。
物体の体積を水で測る事くらい、大げさに賞賛する事か?とも。
ご回答ありがとうございます。
>余談になりますが「従業員をプールに沈めて」の件も、体積を測るのではなく、水中で体重を量る筈です。水中体重測定法と言います。空気中での体重との差が、同体積の水の質量です。
水の中で体重を計る、っていうのは、ぷかぷか浮いてしまって大変ですね。
>この件は、私も思いました。作られた逸話じゃないかと。
物体の体積を水で測る事くらい、大げさに賞賛する事か?とも。
まあ、そうですね、それほど大げさに賞賛するものではないかもしれませんね。
どうせ賞賛するなら、少年時代に友人に薬品を飲ませて
「しばらくすると君の胃の中でガスが発生して、君は空を飛べるよ、
ほうら、だんだん体が軽くなってきただろ?」
友人「ぼく、気持ち悪くなっちゃった オゲ――」
というトンでもエピソードを褒めて欲しかったですね。
「小学生にして友人を人体実験に使うなど、
知的探求のためには友人の命も軽視する!
まさに自分ファースト!」
とね(笑)
人体実験は自分の体でやれ! っての(笑)
No.12
- 回答日時:
これ、思いつくかと問われれば、誰でもすぐに思いつきそうな気はします。
しかしですね、理系文系関係なく、これと似たような例を、みんなどこかで見聞きした筈です。誰かに教えられた話を、自分の独創と思い込んでるだけかもしれません。
人間、自分だけで発想できることは限られます。全く、学習したことがなければ、案外、思いつかないかもしれません。
小学生が受験で正解できたとすれば、塾で習ったからでしょう。
で、この質問の主旨は「知ったかぶり男」をやり込めたい、という事でしょうか?
確かに、そう思いますよね。
この話が事実だったとして、エジソンならともかく、何でこの友人が威張るのでしょうか。
だったらですね、「そのアルキメデスの逸話は間違いだ」と言い返してやりましょう。
王冠を水に入れて、あふれた水量を量る?机上の空論です。
こんな方法では誤差が大きく、王冠と純金の比重を比較するのは無理です。
本当の方法はこうです。
王冠と純金の試料を天秤棒の両端に糸でぶら下げて水平にする。王冠と純金の質量は同じでなくとも、天秤棒の支点を調整すれば良い。そして、王冠と純金を一緒に水につける。王冠が下がったら混ぜ物あり、と判定される。
といった具合に、友達には、本で(ネットか?)読んだ知識を鵜呑みにするのではなく、自分の頭でよく考えるべきだよ、でなければ5,6歳の子供と同程度だ、とか言い返してあげましょう。
No.11
- 回答日時:
>1 物の体積、容積を計るために、水を利用する、
>というのは、理系、文系問わず、大人なら誰でも
>思いついて当たり前のことでしょうか?
思いつくというより、理系なら「知っている」でしょう。
アルキメデスの話は浮力の単元で習うので常識に近い。
ただ外形の体積しかわからないけどね。ガラスが厚いと
誤差が大きいでしょう。
私なら穴開けて水を入れてより正確に測りたい(^^;
ご回答ありがとうございます。
理系の人なら知っているんですね。
>ただ外形の体積しかわからないけどね。ガラスが厚いと
>誤差が大きいでしょう。
>私なら穴開けて水を入れてより正確に測りたい(^^;
それはガラスの厚さを含めた、電球の体積を計る場合ですね。
ここで求められているのは、電球内の空気容量をいかにして算出するか?
です。
質問文に書いてありますが、エジソンは
>「そうかね、そんなに難しいかね? 私だったら電球に水を入れて、その水の容量を計るけどね」
と言っています。
No.9
- 回答日時:
>1 物の体積、容積を計るために、水を利用する、というのは、
>大人なら誰でも思いついて当たり前のことでしょうか?
当たり前と言わざるを得ません。
理由:小学校で習うから。
ネットで、「不定形 体積」で検索すれば多量ヒット。
以下によれば、小6。
https://www.ishikawa-c.ed.jp/content/tashikana/2 …
>2 複雑な物体の体積を、物体を壊さずに計るには という
>入試問題は市(私?)立小学校、私立幼稚園でも出るような問題か?
断言できないが、たぶん違う。
理由の1
そもそも論。
・こんなものは(低学力レベル)でもわかる
というのは、単に、
・たいていの人が知ってる
という意味にほかならず、字句通りの意味ではない。
※上司やクライアントが、「小学生でもわかるように書け」というのは
耳タコ。これって、論理の断絶はNG と言っているわけで、
本当に小学生でもわかるように書くことを要求しているのではない。
よって、あなたの友人も、本当に小学校入試で出るとは思っておらず、単に誇張表現しているだけ。
理由の2
体積(容積)という単語を、幼稚園レベルの単語に落とし込むのが難しい。
「大きさ」だと、寸法の意味になってしまう。
理由の3
別解がある。
・質量(重量)を測って密度で割る。 (中学校の理科。)
まあ、材質がわかっている、容積ではなく体積 という条件付き。
よって、入試問題として不適切。
ご回答ありがとうございます。
小学校で習う問題なんですね。
ならばなぜエジソンの部下は思いつかなかったのでしょうか?
その時代は小学校では教えなかった、ということでしょうか?
それともアメリカの小学校では教えないんでしょうかね?
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