【無料配信♪】Renta !全タテコミ作品第1話

私は中学校の自由研究で『紙の折り方による強度の差』について実験しました。
三角柱~八角柱、円柱をいくつも作り潰した時の形や、何グラム支えられるかを実験しました。
角度が多い立体になっていくにつれて強くなり、円柱になると八角柱の倍強いという感じの結果が出ました。

そこに姉が実験に対して『大昔から解明されてるされてるこどだよネ』といいました。姉も詳しくは知らないらしいんですが、この実験結果のように円柱は強い立体として大昔に建てられた建物とかって本当にあるんですか?

何か、円柱についての話、この実験に対する意見、立体の話、何でもいいのでどうか教えてください。

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A 回答 (3件)

中空の立体(ふた,底がないものですが)がつぶれる現象を“座屈”といいます。



つくってて気が付かれたかどうかわかりませんが、円筒以外の立体では側面がすべて平面になっているのです。つまり、三角柱から八角柱までの違いは、周長をおなじとすればこの平面の幅長さの違いだけになります。これに対して円筒は周方向にまがっていて(これを曲率をもっているといいます)、平面がどこにもありません。

紙のように薄いものの座屈強さは曲率をもっているか、曲率の大きさに関係があります。曲率というのは曲がった部分を円弧で置き換えたとき,その円弧の半径の逆数ですから,円筒ならそのまま半径の逆数となり,平面は無限に大きな円弧の一部と考えられますから曲率はゼロとなります。円筒でも円の半径が小さいほど曲率は大きくなりますが、じっさいには周長が小さくなるので支えられる重さは小さくなってしまいます。そうかんがえると中空で大きな曲率を持つものなら,周長がおなじであれば、波々に閉じているかたちのなかに円筒より強いかたちがあると推察されます。

もうひとつ、“座屈”は円筒のながさと半径の両方に関係があります。ストローのようにほとんど棒のようなかたちであれば真中で折れる座屈形となりますが,石油タンクのように背の低い円筒なら一部が屈曲する座屈形となります。円筒のながさを変えて実験をしてみると半径とながさのある比率で座屈形が切り替わるでしょう。いまの実験の延長でできるし面白いかもしれませんね。

さて古代の建物の話になりますが,むかしは薄い金属などで円筒をつくることができなかったのですべて円柱です。円柱のように中実な形では,うえでのべたような薄いものの座屈が起きなくなります。ですから四角でも丸でも良さそうですが,とても細長いかたちになったときにはやはり座屈が起きて(上述のストローのケース),このとき断面の形が四角か円かで座屈強さが変わります。

そうそう,一部の缶コーヒーでダイヤモンドカット型の缶がありますが,コーヒーにはあって炭酸飲料にはありません。これは円断面が内側からの均等な圧力に対してはもっともつよいかたちだからです(あくまで内側からの均等な圧力に対してであって,実験のように上から押しつぶした場合には当てはまりません)。炭酸飲料は内側から均等な圧力がかかりますから、もれなくつるっとした円筒缶をつかってます。コーヒーはそれほど大きな圧力ではないのでダイヤモンドカット型でもいいんです。ぎゃくに外から指でつまんだりする力に対してはダイヤモンドカットの“折れ”が座屈を防ぐので,薄い板で缶をつくることができるようになります。

座屈は,その強さがもののかたちと関係があるため,材料力学のなかでもなかなか難しい問題となってます。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
こんなにも奥が深いなんて知りませんでした・・。
角柱が弱いのは、平面が関係しているんですね。角だけかとだけかと思っていました。

お礼日時:2009/08/20 07:22

力学的にきちんと説明するのは難しいです(たぶん大学工学部の「構造力学」あたりで習うはず;ぼくは勉強してません)。

そこで,用語的な注意と,自由研究として視点を広げるようなアドバイスをします。

1.あなたが作ったのは,中身が詰まっていない「円筒」であって,中身が詰まった「円柱」ではないと思います。これは中学校数学でも習うんじゃないでしょうか。また,紙の横幅は一定にしているんだろうと思います(たとえば20cm一定であれば,正三角形では1辺6.7cm,正方形では1辺5cm,円では半径3.2cmになる)。科学的実験としては,「横幅一定」とか「断面積一定」などの条件を揃えた,などの記述をしたほうがいいと思います。

2.円筒が強いのは,No.1の方もおっしゃるように,力が均等にかかるからでしょう。では,おもりを乗せてつぶれるとき,最初にどこがどのようにつぶれたのか? (力が集中したところからつぶれるはず) とくに,円筒がつぶれたとき,断面がきれいな円(真円)になっていたのかどうか。製作時のゆがみなどはなかったのか?

3.円筒または円柱が強度が高いとすれば,世の中のいろいろなもの(人工物,自然物を問わず)がその形をしているはず。それを探してみる。このとき,樹木のような1本の円筒・円柱なら話は簡単だが,蜂の巣のような集合体は正六角形なのはなぜか。人工物では,水道管は円筒だが,東京タワーはパイプではなくL型やH型の鉄骨の集合体になっているはず(これは建築材料の加工上の理由でしょうね)。

などなど。原理はお姉さんの言われるとおり明らかかもしれませんが,いいテーマだと思いますよ。
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この回答へのお礼

(1)あ。そうです円筒ですよね。
確かに円柱じゃないけど、名前がわからなかったです><ありがとうございます。
実際の実験で横幅一定にしました。まだ書き入れてないので記入しておきます。
(2)キレイな円にはしたんですが、のりで接合したところは少し形が変わってしまいました。
(3)樹って確かに円柱ですね。まったく気がつきませんでした。
ありがとうございます。終わったと思ったけど、研究はまだまだありそうですね!

お礼日時:2009/08/20 07:31

圧力が均等にかかる形状が強度としては強いので、実際柱状構造では円柱が一番強くなります。


あまりきにしていないか可もしませんが、炭酸飲料のペットボトルもすべて円筒形のものしかありません。
角型では内部の圧力に耐えられないからです。

>この実験結果のように円柱は強い立体として大昔に建てられた建物とかって本当にあるんですか?
「実験結果」というよりも「経験から」というのが正しいだろうけど
国内なら大仏殿、海外ならパルテノン神殿とか。
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この回答へのお礼

やっぱり、力が均等に伝わるんですね。
ペットボトルですか・・。お店でいろいろ見てきます!
あれってパルテノン神殿って名前だったんですか・・・・・。
ありがとうございます。

お礼日時:2009/08/20 07:36

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Aベストアンサー

紙に係る力の方向を考えてみてください。
小さな紙の破片を左手でもち、
右手でいろいろな方向に力を加えてみてください。

紙の面と垂直な方向に力を加えると
小さなちからで曲がることがわかると思います。
これに比べ、面に沿う方向に力をかけると
かなり大きな力に紙は耐えます。
しかも、曲がってしまうのは面とは垂直の方向にまがるのであって、
面に双方向にまがるわけではありません。

ここで、葉書の二つ折りの柱を考えます。
角に近い部分と角から遠い部分を分けて考えると・・
角から遠い部分はぺらぺらですので紙と垂直の方向に曲がりやすいです。
これに比べ、角に近い部分は角が出来ていることで、
片方の面に垂直に方向にはもう片方の面があり、
お互いに差さえあうため、大幅に強度が増します。

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これは開き角の大きな角が無数にあつまった角柱みたいなものと考えると
分りやすいでしょうか・・
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・・・・・・ちょっと言い過ぎ?・・(^^;

紙に係る力の方向を考えてみてください。
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角に近い部分と角から遠い部分を分けて考えると・・
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Qうまい棒

初めまして。質問です。
有名なスナック菓子「うまい棒」は円筒状をしています。
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強度の差を調べる方法がありましたら具体的にご教示お願いします。
当方素人で専門用語等わかりません。参考になるサイト等もありましたらおねがいします。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

強度は、「断面二次モーメント」というものを計算すればなんとなくわかるかと。厳密にはそれだけではないのですが、横からの曲げに対しても上からの荷重(柱のように立てた場合)に対しても断面二次モーメントの値が大きければ丈夫な部材といえます。

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なので、円柱のほうが丈夫なのは自明です。
ですが、#2さんのおっしゃるとおり、同じ断面積で比較すると、円柱にするよりは中空にしたほうが断面二次モーメントの値が大きくなるため、中空のほうが丈夫、という表現になるのだと思います。
建築物に使われる鉄柱などは、中空のほうが軽いということもあり、中空になってます(コンクリートの場合は別の理由で中身が詰まってますが)。

でも、「うまい棒」の場合は丈夫なだけじゃなくて、中空にしたほうが品質が均一になりやすいとかそういう意味もありそうですけど^^;

Qイデオロギーって何ですか???

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広辞苑などで調べてみたのですが、意味が分かりません。
どなたか教えてください。

Aベストアンサー

イデオロギ-というのは確かに色んな解釈をされていますけど、
狭義ではそれぞれの社会階級に独特な政治思想・社会思想を指します。

つまり分かりやすく言えば、人間の行動を決定する根本的な物の考え方の
体系です。一定の考え方で矛盾のないように組織された全体的な理論や思想の事を
イデオロギ-と言うんです。

例えば、人間はみんな千差万別であり色んな考えを持っています。
だから賛成や反対といった意見が出てきますね。
しかし、イデオロギ-というのはみんなが認める事象の事です。
イデオロギ-には賛成・反対といった概念がないのです。

例えば、環境破壊は一般的に「やってはいけない事」という一定の考えに
組織されています。つまりみんなが根本的な共通の考え(やってはいけない事)として組織されているもの、これがイデオロギ-なんです。
しかし、社会的立場によってはその「やってはいけない事」を美化して
公共事業と称して環境破壊をする人達もいますけど。
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一応これは一つの例ですけど。

というかこれくらいしか説明の仕様がないですよ~~・・。
こういう抽象的な事はあまり難しく考えるとそれこそ分からなくなりますよ。
この説明で理解してくれると思いますけどね。

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Qざるそばに合うおかずを教えてください。

今度、おそば好きの彼におそば食べさせたいんですけど,それだけだと寂しいのでなにか合うおかず教えてくれませんか? 簡単なレシピも教えていただけたら、もっと嬉しいです。 メニューだけでもいいです。 お願いします。

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三つ葉・セリ・ほうれん草・菜の花のお浸しか和え物
卵豆腐・茶碗蒸
風呂吹き大根(生姜みそをかけて)
青紫蘇ドレッシングで大根サラダ
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Qピッキング作業ってどんなことをするんでしょうか?

先日求人雑誌でピッキング作業募集!と載っていました。時給や安かったのですが・・・どんなことをするのでしょうか?経験された方の意見を是非聞きたいです。

Aベストアンサー

ピッキング作業とは簡単に言うと問屋や倉庫での商品仕分け作業の事です

問屋や倉庫の中で種類別に保管されている商品を、
各小売店ごとに小売店から注文された品物、品数を取り揃えて通い箱に詰め合せる作業で、
よく深夜のコンビニに「その店が補充発注した、品物、品数を丁度に詰め合せたプラボックス」が届くでしょう?
あれを発送元で詰め合せる作業の事を「ピッキング」と呼びます。

一概にピッキングといっても、
・箱を持って倉庫の中を歩き回って、
 あちらの棚からこの商品を何個、こちらの棚からこの商品を何個、と取り揃える「摘取り形ピッキング」と
・それぞれの棚毎に担当者を決めて、コンベヤなどで流れてくる箱に
 それぞれが担当の商品を放り込んでいく「種蒔き形ピッキング」がありますので、
倉庫が導入しているピッキング用設備によって作業の勝手はだいぶ違いますよ。

参考URLはピッキング用設備の製造メーカーのものですが、作業の雰囲気はなんとなくつかめると思います
(この会社では有りませんが、昔、ピッキング用設備の製造メーカーに勤めていた者です)

参考URL:http://www.daifuku.co.jp/products/picking/pick.html

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Qまったくの初心者が吹奏楽

題名の通り、楽譜も読めないようなまったくの初心者です。
高校から吹奏楽をやってみたいと思い、仮に入部をする予定なのです。
そこで・・・
1、初心者でも比較的簡単に出来る楽器とは何でしょう?
2、上にも記入したとおり楽譜が読めません。
読めるようにするにはまずどうすればよいですか??
3、こんな自分でも入れるでしょうか・・・?

以上三点。宜しくお願いします。

Aベストアンサー

#4#5でトロンボーンを推した者です。

数ヶ月前に、ゴールデンアワーに民放テレビで、とある高校のブラスバンド部を取材したのを放送した特集番組がありましたが、なんていう高校でしたっけ?

たしか、吹奏楽コンクール金賞の常連で、しかも、部員の成績・有名大学進学率が高く、しかも、高校からブラバンを始めた人数の割合がかなりある、という、まるで学園ドラマのネタになりそうな学校です。

しかも、練習方法は指導者(先生)主導ということでもなく、独自のスタイルによる個人練習が主体でした。

(どなたか、その高校名をご存知ですか?)




では、以下、本題です。
前回までに加えて、ちょっと思い出したことを書きます。


楽譜を読む能力というのは、吹奏楽部に入る条件としては、実は、あまり重要ではありません。
なぜならば、1人で複数の音を出せない、つまり、ピアノやギターのように楽譜の中に和音が無いからです。

しかも、
いっぺんに沢山の曲を覚えるというようなことは、あまり無く、しかも、同じ曲を何度も何度も反復練習します。
私の仲間だと、音楽の予備知識の無い連中は、当初、楽譜に「ド」とか「レ」とか「ミ」書き込んでました。
あるいは、最低限の目印、例えば、「ド」と「上のド」のところだけ印を付けてる奴もいました。
しかし、そういう書き込みを何度もやってるうちに、結局は楽譜の読み方を覚えちゃうんですけどね。
ちなみに、
ト音記号の丸い黒ポチは「ト」(=ソ)の場所を示し、ヘ音記号の丸い黒ポチは「ヘ」(=ファ)の場所を示すので、それがすでに目印になってますが。


いずれ、和音が無いので簡単なのは間違いないですよ。


先程も書きましたが、トロンボーン、ユーフォニアム、トランペットはB♭管。

私が記憶している範囲では、

B♭管・・・吹奏楽のトランペット(※)、トロンボーン、ユーフォニアム、チューバ、クラリネット、ソプラノサックス、バリトンサックス

(※:交響楽のトランペットはB♭管もC管もあります。)

E♭管(たしか「えすかん」とも呼ぶ)・・・メロフォン(ホルンと殆ど同じ)、アルトサックス

F管・・・ホルン(フレンチホルン)


なんで、こんなこと覚えてるかというと、
自分が編曲した曲の吹奏楽用の全パート譜を作ったことがあるからです。(自慢)


さて、

B♭(変ロ長調)は、ピアノの楽譜で調号の♭は2個
E♭(変ホ長調)は、ピアノの楽譜で調号の♭は3個
F(ヘ長調)は、ピアノの楽譜で調号の♭は1個

吹奏楽用の曲(特にマーチの名曲、J-POPを吹奏楽アレンジしたミュージックエイトとかの楽譜)では、♭の数が1~3個の曲が非常に多いです。
これは、言わずもがな、「演奏しやすい曲」にするためです。
トロンボーンやB♭管トランペットであれば、#1個、♭1個、若しくは、調号無し(ハ長調)の楽譜になります。

こんなところです。
では、でーは。

#4#5でトロンボーンを推した者です。

数ヶ月前に、ゴールデンアワーに民放テレビで、とある高校のブラスバンド部を取材したのを放送した特集番組がありましたが、なんていう高校でしたっけ?

たしか、吹奏楽コンクール金賞の常連で、しかも、部員の成績・有名大学進学率が高く、しかも、高校からブラバンを始めた人数の割合がかなりある、という、まるで学園ドラマのネタになりそうな学校です。

しかも、練習方法は指導者(先生)主導ということでもなく、独自のスタイルによる個人練習が主体でした...続きを読む

Aベストアンサー

Fb*Z
Fbは許容曲げ応力度で、材料に固有の定数。
Zの計算式は
http://www.geocities.jp/iamvocu/Technology/kousiki/kousikidanmen.htm
とか


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