どうも。5分以内に3度も手のひら返しを喰らったにも関わらず、何も問題を発生させずに現場を終わらせたえふみです。こう聞くと有能な感じが出ますが、問題が発生しなかったのは問題が起こる要因となるものが存在しなかっただけです。すなわち、接客業ならお客さんが来なかったってだけの話ですね。有能でもなんでもないということがわかりますね。

さて、そんなどうでもいいことは置いておきまして、本日のおもしろ話はなぜ自転車やバイク、一輪車は倒れずに進めるのかっていう話です。これは車輪が回転することによる、ある法則のおかげで成り立っているのです。これを読めば、自転車に乗れない、一輪車に乗れない方もある種ヒントになるかもしれません！それではぜひ最後までご覧ください( *´艸｀)

コマや自転車の車輪、アイススケートのスピンなどそれ自身が回転すること自転といいます。読んで字のごとくではありますですが。たとえば地球も自転をしています。太陽が固定の位置で存在しているとすれば地球が回転しているため、我々には陽が昇って沈むように見える、というわけです。この自転をしている物体が倒れずに回り続けようとする現象のことを「ジャイロ効果」と呼びます。では、たとえば自転車での現象を思い浮かべてもらえればわかりやすいと思うのでそれで簡単に説明しますね！

まず回転する物体が倒れずにいられる、すなわち回転する軸、回転する中心を維持できるのは回転の勢い（速さ）とその向きが保存されるからです。この保存とは科学ではかなり頻繁に使用される単語で、平たく言うと物理的な現象を考えるとき、その考えている現象の中で時間変化などが生じても物理量の総和は変わらない、ということです。すなわち、どこか1つが減ったらどこか1つが減った分だけ増えている、と思ってください。
この回転する物体については、回転する速さと回転する向きが保存、つまり、かわらないために回転軸がぶれずに安定するということです。ちなみにこの回転する速さと回転する向きのことを「角運動量」といい、角運動量保存則は大学一年生の講義でもめちゃくちゃ出てきます。当時僕はまるで理解せず暗記でなんとか単位をとった記憶があります。※真似しないように…
回転軸をより安定させるための三つの要素を挙げていきます。

①回転が速いこと
②物体の質量が大きいこと
③物体の半径が大きいこと

なので自転車を乗るために、自身ができることはこの中では①ができるかと思います。自転車ではペダルを漕ぐことで前に進む仕組みでその進む速さはペダルを漕ぐ速さに依存しています。そのため、倒れたくなければ早く漕げばいいということになります。もしくはバイクのように太いタイヤを用意し、タイヤ自体の重さを重くすることで安定性を確保することもできます。また物体の半径を大きくすることで回転軸を安定させることもできます。フィギュアスケートの選手を思い浮かべてもらいましょう。彼、彼女らがスピンで華麗な演技をする際には必ず最初に少し大きめに手を伸ばしたり、足を伸ばしたりしたのちに、自身の体に近づけて回転速度を上げていきます。まず、回転が安定していないときには体を大きく使って半径を大きくして、回転の安定を図り、安定したタイミングで半径を縮めることで回転速度を上げていくような演技をすることで、あのような華麗なスピンが舞えるということになります。またバレエダンサーが爪先立ちでピルエット（回転）するこができるのもこのジャイロ効果によるところが大きくあります。ピルエットでは回転する際に片方の足を回転軸にするため爪先立ちで背筋まで伸びます。回転する際にはもう片方の足と手を回転軸からなるべく遠くまで広げて回ることで安定した綺麗なピルエットが行えるのです。

いかかでしたでしょうか？
これらの例のほかにもヘリコプターや手から落ちて転がる10円玉やフリスビーなんかにもジャイロ効果とは顕著に現れます。皆さまの周りにも多くあるかもしれません。ぜひ探してみてください。

今回は数式等を使わずに概念的な話だけにしてみましたが、わかりにくいとかあればぜひコメントいただけると嬉しいです。

ではまた次の記事を宜しくお願いします(^^)/