雑学界の権威・平林純の考える科学

　スカートを履いた女性がチョコレートを取ろうとして屈んだ瞬間に、スカートがめくれ上がってしまう、という動画があります。こんな動画を眺めると、どうすれば同じようなテクニックを駆使することができるのか！…じゃなかった、どういう屈み方をすればスカートがめくれ上がらずに済むかを、調べ解き明かしたくなります。そこで、「風でめくれるスカート」の科学！「涼しく晴れた朝の地下鉄駅をドジっ娘が走る」とスカートは必ずめくれる!?の法則の時と同じように、流体力学や衣服学を駆使して「スカートめくれ」を実現する…じゃなかった防ぐための屈み方を考えてみることにしましょう。

　まずは、女性が屈み込んでいく際の動きを思い浮かべてみると、およそ2m/s^2くらいの加速度であるように思えます。2m/s^2 程度の加速度で０．５秒くらい下向きに加速して・そして残り０．５秒ほどで屈む速度が減っていき、結果として１秒ほどで５０ｃｍくらい屈み込むという具合です。このような動きをすると、腰の部分が下に向かう速度は最大で秒速約１ｍになります。

　次に、腰が秒速約１ｍで下に屈もうとする時のスカートの動きを考えてみると、スカートに働く力は重力と（下に下がっていくスカートが）スカート上下の空気から受ける抵抗です。それらふたつの力がスカートにかかっている時、一体スカートがどういった動きをするかということを、

• 　　・スカート端の直径が７０ｃｍ
• 　　・スカートの重さが１５０グラム

　女性の腰が2m/s^2 程度の加速度で動いていくのに対して、（それより遅れて）スカートが1.1m/s^2の加速度で下へ動いていく、ということは、女性の腰を基準にすれば、スカートが相対的に2 – 1.1 =0.8m/s^2の加速度で めくれ上がっていく…ということになります。だから、上の動画のように、スッと屈み込もうとした女性のスカートがフワリと浮かび上がってしまったわけです。

　それでは、一体どうすれば「スカートがめくれ上がらずに済むか」というと、ほんの少しだけ屈む速度を遅くしてやれば良いのです。たとえば、上のスカート端や重さの条件れあれば、屈み込む加速度を1.8m/s^2よりゆっくりにしてやれば、スカートがめくれ上がることを防ぐことができます。

　…というわけで、「スカートめくれ」を防ぐためには、いくら美味しそうなチョコレートが落ちていたとしても、（自分のスカートの大きさや重量から計算して導かれる）一定以下の速度に保つようにするということになります。あるいは、「スカートめくれ」を実現させるためには、思わず屈み込む速度が（計算から導かれた）所定の値を上回るような魅力的な食べ物を落としておく！ということになるのです。

　森羅万象・古今東西のスカートのめくれを解き明かすことができるなんて考えると、色んな科学を勉強したくなりますよね！

　今週末の１１月３日（Sun）と４日（Mon）、東京お台場の科学未来館で開催されるMaker Faire Tokyo 2013に「Twitter連動バブルジェットディスプレイ」を出展します（科学未来館一階，オリエンテーションルーム N-12ブース）。Twitter連動バブルジェットディスプレイというのは、Twitterで（専用アカウント @awatwi 宛に）つぶやくと、そのつぶやきを水の泡で描き出す”バブルジェットディスプレイ”です。コンセプトは、ふとしたときに生まれる「つぶやき」なんて、まるで小さな泡みたいな存在だから、そのつぶやきに似合った表示形態を作ってやろう！というものです。

　みずのあわ【水の泡】とは；
　　① 水の上に浮かぶ泡。
　　② はかなく消え去るもの。
　　③ 努力や苦心などがむだになること。
　　　　「せっかくの苦労も―だ」

　Maker Faire は面白い奇妙な工学技術自作グッズがたくさん並ぶ祭典ですから、モノを作る・作ったものを見るのが好きな人は遊びに行くと面白いかもしれません。開催時間は、3日（日）は12:00～17:00、4日（月）は10:00～17:00です。

　3日・4日の両日とも、開催時間中は、ブース辺りで所在なくぼおっと立ってると思いますので、お気軽に声をお掛け下さい。また、ブース辺りに姿が見えなく・近くをウロウロ右往左往しているようでしたら、 @hirax, jun@hirax.netにでも、適当に声をお掛け下さい。

　それでは、１１月２・３日はMaker Faire Tokyo 2013でお会いしましょう！

　ジェット機が飛行場に着陸する直前、ウィーンという音をさせながら、翼の前後部分を伸ばし・広げていくきます。 その前後に伸ばされていく翼を眺め、「何だか隙間が大きく空いてるけど、本当に大丈夫かこの機体…。もしかして着陸失敗したりしないかなぁ…？」と感じて思わず不安になったことがある人も多いのではないでしょうか。 …しかし、実は飛行機が着陸時に伸ばす延長翼は隙間が空いている方が良いのです。

　飛行機は翼の上下の圧力差から空に浮かび上がろうとする・上に向かう揚力を得ています。 この揚力は、飛行機の速度が遅くなると小さくなるので、速度を遅くする着陸時には、機体の後ろを下げ気味にして・翼が風を大きく受けるような体勢をとります。すると、 飛行機の速度が遅くても、高い揚力を得ることができます。 しかし、その一方で「失速」が起きやすくなります。 失速というのは、翼の上面に沿って空気が流れなくなってしまうことで、飛行機を持ち上げようとする翼の揚力が失われる現象です。もちろん、失速したら、飛行機は空中に浮かんでいることができず、下に降下（運が悪ければ墜落）してしまいます。

　私たちが一見すると壊れているんじゃないか？と思ってしまいがちな、「隙間が大きく空いているように見える翼」は、この恐ろしい失速を防ぐために「隙間を空けている」のです。どういう仕組みかというと、翼に空いた隙間の間を通過した空気は、隙間を通過した後も翼上面に沿って流れるという性質（コアンダ効果）があります。このコアンダ効果を使うことで、つまり、翼に空いた隙間を通った空気が翼上面に沿い流れるようにすることで、「翼に沿って空気が流れなくなる」ことを防ぐ＝飛行機の失速を防ぐわけです。

　たとえば、下に貼り付けた翼周りで流れる空気を可視化した映像を見れば、翼の角度が立ってくると空気流が（翼から）剥離してしまうのに対して、翼の前後に隙間が空いていると、その隙間を通り抜けた空気が翼上面に沿って流れ、失速を防ぐことができていることがわかります。

　飛行機が着陸時に伸ばす延長翼は、隙間が（心理的に）大きく見えて・心配になってしまったりしますが、意外なことに「隙間がある」方が実は良いのです。…次の飛行機の着陸に「隙間のある翼」を見たら、今度は心配でなく「安心」することができるかもしれないですね！