余剰次元を探す技術で解明された世紀の謎「カーリングストーンはなぜ曲がるのか」【ゆっくり解説・科学】
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- Опубликовано: 26 июл 2024
- カーリングストーンはなぜ曲がるのか、この謎はおよそ100年にわたって議論されてきました。
ですが、昨年の2022年、余剰次元を探すのに使われる技術を応用してその謎を解明することができました。
今回はその秘密を少しばかり覗いてみましょう。
※正確な情報提供を心がけていますが、知的好奇心を満たせるような面白さを重視するので、内容の正確さに関してはご了承ください🙇🏻♀️
【チャプター】
0:00 導入
1:03 カーリングでは曲がる方向が本来とは逆になる！？
4:59 長年の議論の末、考えられた3つの仮説
11:47 余剰次元を探す技術から導き出された答え
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スイープ時に曲がれ！という意思により曲がったと錯覚し、それを観測することで曲がる方向が決定される量子力学なのかもしれない
曲げたい方向の内側磨く派の指導者たち気まずそう、、、
磨いちゃいけなかったのね😅
地頭いいのに、たまにぶっ飛んでるここの霊夢さん…何気に好きです。凄く真面目で難しい話なのに、ちょっと息抜きなようにボケ霊夢とツッコミ魔理沙。聞いた後に満足感があって楽しいです。
あえて新し目の動画にコメントするけど、
ホントこのチャンネルすごい！
他のゆっくり解説に比べても、話の内容が体系的で分かりやすいし、
過去の話をベースにしながら解説してくれる事も多いから、復習にもなって頭に入る。
そんで一つのテーマでも、そもそも論の根源みたいなとこまで深掘りしてくれるし、0〜100までをきちっと理解できるよう順序立てて説明してくれる。
ホントに主さんが頭が良いんだなぁと思うし、それ以上に文献とか読み込んで相当努力してるんだなぁとも思う。
好きなチャンネルの一つになりました！応援してます！
ありがとうございますー！
めちゃくちゃ頑張って作ってるので励みになります💪！
現在、このチャンネルをさらに良くするために、色々と準備しております！
近いうちに大きく生まれ変わりますので、ぜひまた見に来てください！
荒く削ると荒くなった面に曲がりやすく、より綺麗に表面を削ると綺麗な面に曲がりにくいという事か。
摩擦→発熱→氷が解けて水の膜が出来て滑りやすくなるという理屈だと思ってきたんだけど。
今回は本当に目から鱗が落ちる「ポロッ……」という音が聴こえたかと錯覚するような、会心の出来ですね♪
13:48 で、モニタの前で思わず「ああ！」と声をあげてしまいました（笑。
床もストーンもツルッツルだったら逆に曲がるってことよな。不思議。
氷の温度とか室温とかによってスイープによる水の膜の厚さが変わってくると予測すると、曲げたい方向に対するスイープする側が変わって来るのだと思います。
世紀の謎ってカーリングが何故曲がるってのがそんなこんな重大な謎なんですか…。
猫は何故どの体制からも着地できるのかと、とか熊蜂は何故図体のわりに羽が小さいけど飛べるのか、と同様何気に不思議な現象ってあるよね。物理学者は好奇心が大切、というお話でした
余剰次元が，とか重力が，とかわかるまではいろいろ考察されるけど，分かってしまえば，
相対速度が遅い側で摩擦支点が発生しやすくて旋回するって。シンプル。
ピコ単位で測定できる技術めちゃすごい。
オモシロイ!!実はあまり摩擦が関係無かったなんて、目からウロコだった。
磨くことで凸凹が平均化され磨いた側に微かながら傾く可能性もある？…のであれば結局どちらにも曲がる可能性が捨てきれないような気がする。。。
上記が正しければ、試合序盤では磨いた反対側に曲がり、終盤では両チームが磨いた時間が長い場所ではそちらに曲がる、とかが起こり得るのではないでしょうか。
おお、すげえ、今回は神回間違い無し！カーリングと余剰次元、むむ、解説のリクエスト項目が和茶和茶浮かんできた。過去動画を見直そう。
コメントありがとうございます！
コメントでも気軽にリクエストしてくださって構いませんし、
今度コミュニティ投稿の方でもリクエストを受け付けようと思っているので、気が向いたらリクエストください～
前後非対称説だけど、前側は溶けた水で持ち上げられ、後ろ側はその分強く押しつけられるからとか？
ちょうど、モーターボートの船首側が浮き上がり、船尾が水中に潜るようなイメージ。
内側スイープだと、水の膜の関係で曲げたい方向へ滑って行きやすくなるけど摩擦支点の発生確率が下がり、曲がる確率が下がる。外側スイープだとその逆って感じですかね。
ということは、やっぱり気持ちが大事？
ボールなどのカーブはマグヌス効果として、空間を満たしている空気の圧力変化が理由として説明されているけど、このような手法で詳細に解析したら、実は違ったとか、ありそうな気がするんだよね。進行方向前面の摩擦が大きくなるというのは、気体中を進む物体でも同じわけだし。
詳しい仕組みは分からなくても経験的にどちらをスイープすればいいか分かりそうなもんなのに、こんなに意見が分かれていたなんて驚き(((゜Д゜；)))
今後のカーリング界に革命が起きそうな大発見じゃないですか
古代ギリシャのオリンピック選手と、そのコーチも食事内容に関しては喧々諤々だったらしいから、人類何てそう言う物かと
普通に野球のスライダーやカーブ、サッカーのバナナシュートのイメージとだぶるから、反時計回りだと左に曲がるほうが自然に思える…
自分のイメージとしては摩擦の大きいほうから摩擦の小さいほうへ
逃げるように曲がると思っていたけど そういうことじゃなかったのかぁ…
もしもパックが浮上しているエアホッケーで同じことが起きたら、また違う考えが出るかな？
引っかかりなんて無いし・・・
最後の余談は驚いた。そんなに適当だったんかい。
トライボロジー…
曲る理由って謎だったんですな。そしてあのデッキブラシみたいな奴でこする場所にも流派みたいなものがあったなんて。
【長文注意】
スイープが真に『滑らか』にする行為なら、外側磨きが正解ということになるが…。
ミクロ視点だと実は表面荒れを誘発してましたと言ったら、内側磨きが正解ということになる。
氷⇄水蒸気の昇華が活発な場合を考える。
『氷→水蒸気』が優勢なら氷表面はどんどん滑らかに（凹凸が多い所ほど早く水蒸気になるから）、逆に『水蒸気→氷』が優勢ならどんどん粗くなっていく（表面に氷の結晶が成長するから）と考えられる。
ここで、スイープが『表面を削り取る』行為であるとするなら、『氷→水蒸気』優勢時はスイープでより粗く、『水蒸気→氷』優勢時はより滑らかにしているかもしれない。或いは一方では表面状態に大して影響せず、他方では影響するなども考えられる。
もしそうであるなら、スイープ前後で表面状態がどう変化するかは、『氷の温度』『気温』『湿度』、ブラシの毛の『硬度』『強度』、更にはスイーパーの『力加減』等々、多くの因子が関わっていると考えられる。
一応の結論として、出来るだけ環境要因に左右されない結果を得るためには『全面磨き』が良いのではなかろうか。
物理現象として解明されていないことでスポーツとしてのセオリーが適当だった…？
内側をスイープする指導者も恐らく自身の経験則に従っていたと思うのだけど、そちらに曲がってしまう可能性も無くはないということなのかな。
もしかしたらスイープしたら摩擦力が減るという認識自体が間違いか曖昧なモノでどっちでもOKかほぼ差はないのかもしれないですね
もし内側をスイープしても全く曲がらないなら（コーチ解任とかされるから）31%も居るとは思えないので、何らかの要因で曲がる時があるんでしょうね
スイープすることで確実に摩擦が減るのではなく、スイープ時の力加減とか速さで減ったり増えたりばらつくのかも？
「曲がれという気持ちが大事」というのが実は正解かもしれないw
それでいえばくっつかないフライパンも謎だった
1番遅い場所が支点になるのでそこが振り回すと考えると納得する
カーリングストーンにはハンドルがあるけどあれが進行方向を曲げるベクトルとなると思う
、鍋蓋のような中央に丸い持ちてにしたら曲がらなくなるのでは？
コレで『車がなぜコーナーを曲がれるのか？』もやっと解決か！良かったやん
自動車学校の教科書の説明意味わからんて一部の受講生からも謎扱いされてたもんなw
思えばブーメランだってなんで元に戻ってくるのか不思議だもんなあ。
スイープの原理が分かったのすげぇな
氷の凸凹を減らすために磨いていいるが、
磨くことで氷が水になり、磨いた箇所の水による粘性で摩擦係数が増加している可能性があるのでは？
磨きの速さや強さで水になる度合いが変わり、磨きによる凸凹の低減と磨きで溶けた水の量のバランスで曲がりやすさは変動しそうだが。
だから内側派もいるのではないか？ 今回の解明だけで磨く側の正解を出して良いのか？
なるほど！動画の最後の話で「磨いてやって摩擦を小さくする」っていうのが違和感あったんで納得です。
氷に凹凸を出すのが摩擦を小さくするためなら磨けば摩擦増えるんじゃないの？って動画につっこんでた。
なら磨く力加減や速さ、なんなら競技場の温度・湿度なんかも影響しそうだし方法論として確立するのは難しそう・・・
プロの自分の感覚勝負になるのも面白いけどね
カーリングの🥌が止まるときに一瞬クルッと回転してハウスの内側に入ったり、反対に出ていったりすることがあるのですが、あれは摩擦支点に引っかかっていたのですね。世界選手権でエディン選手の投げた高速回転ショットは、速度が落ちるまで摩擦支点が発生していなかった？
科学法則を無視しても適応本能は科学を超えてくるんですね。人知を超えた者に適応する人体は不思議ですね。
新型コロナの影響で本来の研究ができなくて暇だったから調べてみた、というのも面白いところ
半時計回転なら進行方向に対して右側の方が摩擦は大きくない？ストーンをの右前側を反対方向に押す力が加わりながら少しづつ起動が変わり、摩擦支点はスピードがある程度落ちてから強く作用してる気がする。
ストーンの底部が「ザラザラしてる」の部分でピンと来た人も多いでしょこれ
障害物に当たりながら段階的に速度を落として行く過程で回転方向に旋回する
ピンボールの玉と同じ
おお、ついに解明されたのか
少し疑問が出来ました 定期的に水を撒く
それが氷の表面に凹凸をつけるって では
スイープした時に 凹凸が削っている？
溶ける？ あるいは 段階的に両方で
会場温度やストーンとの距離で異なる？
これならば スイープ場所が違っても
意味が分かるのだが？
余、なんも聞いとらんかった
曲げたい時に磨くところ問題は、仮に答えがあったなら経験的にとっくに確立してるんじゃなかろうか。
なのでどっちでもいい、だと思う。
ストン型タイムマシン発明でﾑﾈｱﾂ展開はよ
ボーリングも右利きの人は反時計回りに回転運動させて左に曲げるねー
3:02 ちょとまてカーリングストーン20kgもあんのか！？
高校の時の物理の先生がカーリングの摩擦がどうのこうのって言ってたのを思い出した。このことを言ってたんだなあ
12:11
結局摩擦力だってことなのでは、、、？チガウの？
動画内で言及している通り、もちろん摩擦力も関係しますが、
曲がる主な原因は、氷とカーリングストーンのでこぼこがかみ合って、わずかな振り子運動が離散的に生じることです！
おかしくないですよね。
左側が摩擦で固定されたような瞬間があれば左に曲がります。
重力が働く素粒子等は、ミクロではカタカタ上下に揺れ動いているかもしれません。熱エネルギーに限らず、ポテンシャルが0の粒子は存在しないので。多少のカタカタをカバーしてくれるような電子雲のモデルはよくできてますよね。
実際に動くのではなくて、エネルギーがエネルギー的に変化するんですかね。
ベイブレード！！！
曲がりたい方向の内側をスイープして氷が液体になった時
氷と水だとどちらが摩擦（表面張力など）が大きいのだろう？
頭のいい人教えて下さい
摩擦支点。。。
今度誰かに言ってみよ
あれ？でも磨くってことは摩擦を増やすってことだからやっぱり摩擦支点も生じやすくなるんじゃ？？？全体として摩擦が増えても大きな支点がなければ意味はないってこと？でもそうすると滑らす物体の重さや形状によって差が出るはずで、カーリングの石の重さと形状だから外側磨いた方が曲がりやすいだけで他の物に一般化はできないってことなのかな？とりあえず完璧に平らな平面状では一切曲がらないってことでいいのかな？
コメントありがとうございます！
私の知識の限りなので間違っているかもしれませんが、質問にお答えしますね
氷面をスイープすると、摩擦によって氷が平らになると同時に熱が生じて薄い水の膜が形成されます。それによって摩擦が低下するので、磨いた側に摩擦支点ができにくくなります。
それから、氷面のでこぼこである「ペブル」が無ければ(全くの平面状であれば)摩擦が非常に大きくなるため、カーリングストーンはそもそもほとんど滑らなくなってしまいます。
なので、動画内のコップの例のように普通に回転方向とは逆の方向に曲がると思います！
@@JitsuShira あ、水の膜ができて摩擦低下するのか！なるほど。ありがとうございます。
つまりカーリングって運ゲーじゃん
カーリングストーンは複数の車(カー)で輪っか(リング)を作るように難解なんだなぁ(激寒ギャグ)
左右非対称説何が悪いかわからんなあ、重心は石の中央にあるわけだし重心より左で摩擦力が高ければ支点と力点が離れてるんだからそれだけで進路ズレるんじゃないのか？ピポット説と併用しないと全て回転力になっちまうとかか？
氷磨くのはどれぐらい寸前でどれぐらい磨いてるかで変わりそうだなあ、がっつり磨いて溶けてる内にすぐ乗るのと半端に磨いて時間経って再凍結したのだと表面の状態また違うだろうし
カーリングって、回転させてんだ
ノー回転かと思ってたわ
擦るのは、人によって違うんだ
2度驚いた
おもろー
タイトルからてっきり余剰次元が関与してると思ったのになんか騙された気分…
結局余剰次元は関係無くて余剰次元を観測する装置を使ってカーリングストーンと氷の接触面を観測して見たって事ですかね？
コメントありがとうございます！
決して騙しているわけではないのですが、
不快な気持ちになってしまったのであれば申し訳ありません🙇♀️！
最初に表示されるタイトルの文字数制限などいろいろ考慮したら、
「余剰次元を探す技術で解明された世紀の謎」というタイトルになりました。
もっとうまくタイトルをつけられるように頑張ります！
@@JitsuShiraさん わざわざ返信ありがとうございます。
不快になった訳じゃ無く、タイトルにも余剰次元を『探す技術で解明』てなってますので此方が勝手に期待しすぎてるだけした。
ただ余剰次元そのものが関係してる訳じゃ無いのは分かるんですけど、解説の中で余剰次元そのものは関係無いと明確な否定が無いまま
摩擦の話へと移行してたので、あれれ余剰次元の話は？となった次第です。
此方の他の動画も時間がある時に拝見させて戴いておりますが、どれも興味深い内容を分かり易く解説されてて今後の動画にも期待しています！
面白い話題の提供ありがとうございます。ただし、仮説の中で左右の相対速度の話しがありましたが、摩擦力はF=μＮ（μ：摩擦係数、Ｎ：垂直抗力）であり速度には無関係なので理解に苦しんだ。
動画でも言っていたけど、高校物理で習う摩擦力の式は統計的なものであり、実際には接触面のミクロな凹凸が絡んでくる。その時、速さが大きいほど、単位時間あたりの衝突するでこぼこの数が多くなるので、摩擦力が大きく働く。
間違ってたらすみません。
どうだかは分かりませんが、論文になるほどだから、難しい問題なのでしょう。摩擦力はそもそも微小部分で生じるので、公式には間違いはないと思います。
相手が氷であり溶けて水になり、それが潤滑効果を生む所がポイントの様な気もします。溶ける量の左右差とかね。新説でしょうか（笑）
@@meta-sound_products 氷上の物体の圧力で氷が溶けてってのはあるだろうな。速度というよりは、氷の単位面積あたりの接触時間の差で溶けでた水の量が変わるから、抵抗力に差が出る。速度が遅いといっぱい水が溶けるから、抵抗力が大きくなる、的な。
これは勝手な予想だけど、氷より水の方が分子の動きが自由で、かつ分子密度が高いから、氷上の物体と分子間力が発生する分子が多くなりそう。
あ、因みに貴方が混乱してる原因は、うp主が摩擦力と摩擦抵抗(粘性抵抗)を混同してるからだと思います...
確かに摩擦力は垂直抗力に比例しますが、粘性抵抗は速度の関数ですから。高校物理でも空気抵抗はv以外の定数をkとしてkvとして求めたりしますし。
@@TornadoPotatoRural さん
なるほど粘性抵抗ね！ご教示ありがとうございます😊
氷が溶ける量という所は意見が一致しているようです(^^;;
教科書的な物理学では動摩擦係数が物体の移動速度に依らないのが確かですが、一般に動摩擦係数は静摩擦係数より小さいですよね。その理由を考えてみました。
物体の表面は微視的には凸凹していて、物体が静止している時は、物体と床の凸凹が噛み合っているから、物体がとても動かしにくい。一方、物体が移動している時は、物体の凸が、床の凹に入り込まずに凸の上ばかりを伝っていくような動きになるんじゃないでしょうか。だから物体が動かしやすいんじゃないでしょうか。その状態を「物が滑る」と言うんでしょう。
また、普通に人が扱うような物体の場合、物体の移動スケールが、物体表面の凸凹のスケールより遥かに大きい。なので、動摩擦係数が物体の移動速度に依存しないように観測されるんでしょう。でも、物体の静止と移動のギリギリのところを精密に観測すれば、動摩擦係数は速度に依存していると言えると思います。
ただし氷面上では、物体の移動速度が大きいほど動摩擦係数が小さいそうです（7:10）。恐らくこれは、移動速度が大きいほど物体と床の凸同士が接触する頻度が多いので凸が削れて凹凸が減るから。あるいは、熱が発生しやすいから氷が水になって物体が滑りやすくなるからじゃないでしょうか。
私はこの動画で説明されていることが理解しずらかったんですが、以上のように考えると理解できるように思います。
え…単純に、磨くとツルツルになるから、滑りやすいほうに向かっていくんだと思ってた…。
これじゃアナウンサーや解説者も言い方を変えてかないといけないじゃん…🤔
思念説はおもろいな😅
じゃあ真っ平なツルツルの氷の上なら反時計回りのストーンは右に曲がるん？
実際に試してみないと何とも言えませんが、
凹凸の無い氷の上では、カーリングストーンがほとんど滑らないことから、
摩擦が強くはたらいていると推測できるので、理論的には右に曲がるはずです(ｼﾗﾝｹﾄﾞ)
@@JitsuShira なるほどお返事ありがとうございます！！
え、という事は今まで磨いてた行為はほとんど無意味って事？
観測でき無い程度の違いだったって事？
滑る距離を調整するために磨くこともありますし、
状況によっては内側磨いた方が曲がったりとかの経験則もありそうですね
観たこともない競技が、原理を解明された挙句消滅するのか。100年も遊べて良かったじゃないか。サヨナラカーリング。
中身がない・・
本来であればって事実曲がってんだから本来も糞もないじゃん
まっがーれ