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2005.05.21

毎秒30回転で卵を回すと宙に浮く!−理論的に証明

先日、車の中で買ってきた卵の上に座ってしまいました。掃除に半日かかりました(笑)
Asahi.comより「ゆで卵、毎秒30回転以上で宙に浮く 慶大教授ら予測

横になったゆで卵をコマのように高速でまわすと、ある時点でひとりでにジャンプする――直感的には信じがたいこんな奇妙な現象を、慶応大の下村裕教授(物理学)と英ケンブリッジ大の研究者が厳密な数学に基づいて予測した。近く英王立協会紀要に論文が掲載される。
卵下村教授は、2002年に卵を勢いよく横に回転させるとひとりでに起きあがる現象を流体力学などの理論で解明しました。よく知られた現象ですが、重心が重力に対して上昇する点が不思議な現象です。長年、理論的な説明がなされていませんでしたが、地面との摩擦で回転エネルギーが徐々に失われ、上方向への力が働くことを発見し、この運動を表す非線形連立微分方程式の解を得ることに成功しています。

今回はその研究をさらに進め、起きあがる過程で卵が細かく振動する様子を、流体力学などの理論を用いて詳しく解析。

すると、毎秒30回転以上の速さで卵を回転させると、起きあがり始める段階で重心が小刻みに上下に揺れ、その振幅が次第に大きくなることが分かりました。このとき、卵は重力で地面に押しつけられていますが、増幅する揺らぎによって上方向へ行こうとする力がだんだんと大きくなり、一時的に重力とつりあいます。

そして回転軸が45度前後になったときに、なんとわずかに卵が宙に浮くことが分かりました。計算では浮き上がる高さは最大約0.1mm、浮上時間は0.02秒以下とのこと。

「とても不思議だが、想定した方程式が正しければ実際に起きるはず」と下村さん。人の手でも熟練すれば出せる回転速度だというが、精密な検証実験は難しく、まだ実現していない。
ちょっと試してみようと卵を探しに冷蔵庫へいきましたが、前の買い物で割ってしまった卵は当然冷蔵庫にはありませんでした(笑)

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Tracked on 2006.04.13 at 12:13 AM

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