理系にゅーす

理系に関する情報を発信! 理系とあるものの文系理系関係なく気になったものを紹介します!

スポンサーリンク

加速

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2019/04/12(金) 12:15:19.78 ID:CAP_USER
「G」はなにも物理の授業だけのものではなく、エレベーターやクルマなどでも感じられる、身の回りにありふれたものでもあります。これが激しく大きい戦闘機の場合、どんな影響があり、どのような対策をしているのでしょうか。

■そもそも「G」ってどういうもの?

戦闘機やレーシングカー、宇宙ロケットなど、高速な乗りものと「G」は切っても切り離せないものです。そうした特別な乗りものでなくても、クルマの急発進時や旅客機の離陸時にシートへ身体が押し付けられたり、あるいはジェットコースターでコースの山の頂点にてふわっと浮いたようになったりと、Gを感じるシーンは身近なところにもあります。

ここでいう「G」は加速度、つまり、速度変化するときに物体に働く力の大きさ(比)を表す単位です。その力の大きさの基準(ものさし)となるのは、地球上で物体が自由落下する際の加速度、すなわち「重力加速度」で、これは実際のところ極地と赤道上など地球上の地点により少しばかり異なるものなのですが、上述した「G」はすべて「単位としての重力加速度」を表しており、9.80665m/s2(「S2」は乗数。毎秒、秒速9.80665メートルずつ加速する、の意)と規定されています。

 JAL(日本航空)の「航空実用辞典」によると、旅客機が離陸する際の、後方向のGはおよそ0.3Gから0.5G程度で、垂直方向のGは1.2Gから1.3G程度(重力に加え0.2Gから0.3G)といいます。前者を簡単に言い換えるなら、「地球に引っ張られる力の0.3倍から0.5倍程度の、後ろ方向の力がかかった」ということになります。逆にジェットコースターで浮いたように感じるのは、垂直上方向にGがかかる、すなわち垂直下方向である地球の重力に対し、マイナスのGがかかるためです。

 旅客機の例のように、小数点以下でもそれなりに大きな力を感じるGですが、これが戦闘機になると、急旋回時などに3Gとか5Gなどといった数字が普通に見られるようになります。5Gともなると、地球に引き寄せられる5倍の力がかかるわけで、体重60kgならば300kgに感じる大きさです。ジェットコースターにも、最大4Gを味わえるものがあるそうですが、ほんの一瞬のことであり、戦闘機は場合によって、その状態がしばらく続くこともあります。そしてそれだけ大きな力がかかり続けるとなると、もちろん、体にも影響が出てきます。
https://contents.trafficnews.jp/image/000/027/476/large_190403_ag_01.jpg

■強烈なGがかかり続けると…?

戦闘機が旋回する場合、機首を上げ機体上部を旋回の中心に向けたほうが、旋回半径が小さくなります。そのため、緊急時などを除いて機首を下げるような動きはほとんどありません。よって通常、「戦闘機が旋回する」という場合は機首を上げての動きであり、このときパイロットには、下半身方向へGがかかります。これを「プラス方向のG」といいます。

戦闘機が旋回し続け、パイロットにプラス方向への大きなGがかかり続けると、やがて体内の血液は下半身に集まり始めます。脳への血液供給もとどこおり、するとパイロットの視界は次第にぼやけてきます。やがて視界から色調が失われるグレイアウト、視界が失われるブラックアウトなどが起こり、さらに強いGがかかると、意識を失う「G-LOC(ジーロック)」に至ります。G-LOCそのものは、人体に悪影響をおよぼすことはないといわれていますが、戦闘機パイロットが飛行中に意識を失うことが、どれだけ危険なことなのかは考えなくてもわかります。実際、G-LOCが原因の航空機事故は、過去に何度も発生しています。

 このGがおよぼす影響は人体だけでなく、もちろん機体にも大きな負担になります。機体は材料の工夫などで対策できますが、では生身の人間であるパイロットは、どのようにしてGに耐えているのでしょうか。それは、着用している装備に秘密がありました。

続きはソースで

https://contents.trafficnews.jp/image/000/027/477/large_190403_ag_02.jpg


乗りものニュース
https://trafficnews.jp/post/84990 
ダウンロード (4)


引用元: 【重力加速度】戦闘機パイロットはいかに強烈な「G」と戦う? ジェット戦闘機のネック その対策とは[04/12]

【重力加速度】戦闘機パイロットはいかに強烈な「G」と戦う? ジェット戦闘機のネック その対策とはの続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2019/03/26(火) 13:55:23.69 ID:CAP_USER
光を当てて宇宙探査機を加速させるという試みはこれまでも計画されてきましたが、わずか数mmサイズの宇宙探査機であることが前提になっていたり、宇宙空間を漂う星間物質が障害になったりと、難しい課題を抱えていました。カリフォルニア工科大学が提唱した理論が実用化すれば、光で動かせる物体が一気にメートルサイズにまで拡大され、理論上の存在だった光による推進技術が現実のものとなる可能性が高まると期待されています。

Self-stabilizing photonic levitation and propulsion of nanostructured macroscopic objects | Nature Photonics
https://www.nature.com/articles/s41566-019-0373-y

Levitating Objects with Light | www.caltech.edu
https://www.caltech.edu/about/news/levitating-objects-light
https://i.gzn.jp/img/2019/03/26/levitating-object-light/space-satellite-over-the-planet-earth-3Y7P5QV_m.jpg

カリフォルニア工科大学のハリー・アトウォーター教授が率いる研究チームはネイチャー フォトニクス誌に掲載された論文の中で、物体の表面にナノスケールの模様を描くことで光で物体を動かす「Self-stabilizing photonic levitation(自己安定光子浮揚)」の理論を発表しました。

光で物体を動かすという技術自体は「光ピンセット」として既に実用化されていますが、これは強力に収束させたレーザーによりナノサイズの物体移動させる技術です。論文の共著者であるOgnjen Ilic氏はこの光ピンセットについて「ドライヤーの風でピンポン球を浮かせることはできますが、ピンポン玉が大きかったりドライヤーから離れてしまったりすればうまくいかないとの同じで、宇宙探査機を深宇宙に送り出す技術には応用できません」と説明しています。
https://i.gzn.jp/img/2019/03/26/levitating-object-light/3441855676_67e8018c82_z_m.jpg

続きはソースで

https://gigazine.net/news/20190326-levitating-object-light/
images


引用元: 【レーザー光】巨大な物体を光を当てるだけで浮かせて正確に制御できる新理論が発表される[03/26]

【レーザー光】巨大な物体を光を当てるだけで浮かせて正確に制御できる新理論が発表される の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2019/02/27(水) 12:56:22.61 ID:CAP_USER
地球の3分の2は雲で覆われているが、地球の気温が上昇するにつれ雲は減少し、表面温度がさらに8℃上昇するという温暖化が加速する悪循環に陥る恐れがある。最新の研究で明らかになった。

ネイチャー・ ジオサイエンス(Nature Geoscience )に掲載された論文によると、スーパーコンピューターのシミュレーションで、温室効果ガスにより海上の雲は消失し、今後100年の間に地球温暖化が急激に加速する原因となることが分かった。具体的には、大気中の二酸化炭素の濃度が約1200ppmに達すると、そのリスクが強まる。現在の濃度は約410ppmだが、今後100年の間に1200ppmまで達する可能性がある。

論文の著者によると、今回の状況は約5600万年前の始新世期に起きた大量絶滅に似ている。

続きはソースで

https://cdn.technologyreview.jp/wp-content/uploads/sites/2/2019/02/26222005/clouds-getty-mario-tama-staff.jpg

https://www.technologyreview.jp/nl/the-loss-of-clouds-could-add-another-8c-to-global-warming/
ダウンロード


引用元: 【地球温暖化】温暖化で雲が減少→悪循環に、新研究が示す最悪のシナリオ[02/27]

【地球温暖化】温暖化で雲が減少→悪循環に、新研究が示す最悪のシナリオの続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2019/02/14(木) 04:44:01.76 ID:CAP_USER
遠方宇宙のクエーサーの観測から、初期宇宙の膨張が標準宇宙モデルの予測と食い違っている可能性が示された。標準理論を超える新たな物理を考える必要があるかもしれない。

【2019年2月4日 ヨーロッパ宇宙機関】

現在の標準宇宙モデルでは、人体や惑星、恒星などを形作っている「普通の物質」(バリオン)は宇宙全体のエネルギーの数パーセントしか占めていないとされている。宇宙の全エネルギーの約4分の1は、重力は及ぼすものの電磁波では観測できない「ダークマター」が担っていて、残り4分の3は宇宙の加速膨張を現在も引き起こしている「ダークエネルギー」という謎の物質が占めているとみられる。

この標準宇宙モデルを構築する基礎となったのは、約138億年前に起こったビックバンの熱放射の名残である宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の観測と、より地球に近い(=時代が新しい)宇宙で得られた観測データだ。地球に近い宇宙の観測で得られる情報には、超新星爆発や銀河団の観測データや、遠方の銀河の像が重力レンズ効果で歪む効果の観測データなどがある。こうした観測結果は、今から約90億年前までの「最近」の宇宙膨張の様子を調べるのに使われる。

今回、伊・フィレンツェ大学のGuido Risalitiさんと、英・ダーラム大学のElisabeta Lussoさんたちの研究チームでは、宇宙膨張の歴史を調べる新たな指標として「クエーサー」を利用することで、近傍宇宙とビッグバン直後の宇宙の間にある観測の「空白域」を埋め、約120億年前までの宇宙膨張の様子を調べた。

クエーサーは、銀河中心にある超大質量ブラックホールが周囲から猛烈な勢いで物質を吸い込み、桁外れの明るさで輝いている天体だ。物質がブラックホールへ落ち込むと、その周囲に降着円盤が形成され、円盤内の物質が摩擦で加熱されて可視光線や紫外線を強く放射する。円盤の周りに存在している光速に近い電子がこの紫外線とぶつかると、紫外線の光子はさらにエネルギーの高いX線となる。

■銀河中心の超大質量ブラックホールの周囲には降着円盤(オレンジ色)ができ、ここから強い紫外線が放射される。さらに、この紫外線が円盤の周囲にある高エネルギーの電子(青)と衝突することでX線も放射される。遠方の様々な距離にあるクエーサーを観測することで、宇宙膨張の歴史を調べることができる(提供:ESA (artist's impression and composition); NASA/ESA/Hubble (background galaxies))
http://www.astroarts.co.jp/article/assets/2019/02/15680_quasars.jpg

クエーサーが放つ紫外線とX線の明るさの間には、一定の関係があることが以前から知られていた。3年前、RisalitiさんとLussoさんは、この関係を使えば、クエーサーが放つ紫外線の「真の明るさ」がわかるので、見かけの明るさと真の明るさの差からクエーサーまでの距離を見積もることができることに気づいた。多くのクエーサーまでの距離がわかれば、宇宙膨張の歴史を調べることもできる。

このように、真の明るさと見かけの明るさの差から距離を測ることができる天体は「標準光源」と呼ばれている。最もよく知られている例は「Ia型超新星」だ。Ia型超新星の真の明るさはどれも同じと考えられているため、ピンポイントで距離を知ることができる。

■Ia型超新星(水色)とクエーサー(黄色、赤、青)を使った距離の測定結果。縦軸が天体までの距離、横軸が宇宙の年齢(単位:10億年)を表し、右に行くほどビッグバンに近い初期宇宙を表す。ピンクの破線が近傍宇宙の観測だけをもとに標準宇宙モデルで導いた予測で、黒の実線がすべての観測に最もよく合う曲線を示す。クエーサーでしか調べることができないグラフの右の方(初期の宇宙)で、両者に食い違いが見られる(提供:Courtesy of Elisabeta Lusso & Guido Risaliti (2019))
http://www.astroarts.co.jp/article/assets/2019/02/15681_distance.jpg

続きはソースで

http://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/10463_expansion
ダウンロード (6)


引用元: 【天体物理学】宇宙膨張が標準理論と不一致?クエーサーの観測から示唆[02/04]

【天体物理学】宇宙膨張が標準理論と不一致?クエーサーの観測から示唆の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2019/01/28(月) 20:15:41.62 ID:CAP_USER
パナソニックは1月25日、2018年12月に開設したロボットに関する技術の共有化と活用、社内の連携や社外との連携の加速を目的とした共創型イノベーション拠点「Robotics Hub」において、産産連携・産学連携の取り組みを加速させることを目的に、千葉工業大学、東京大学、東北大学、奈良先端科学技術大学院大学、立命館大学、早稲田大学の6つの大学との連携による共同研究を進め、サービスロボットなど次世代ロボットの早期実用化を目指していくことを明らかにした。

Robotics Hubは、東京ならびに大阪に設置されており、大阪(門真市)は、主に社内連携を担うロボット開発拠点という位置づけで、ロボットモジュールの開発や次世代ロボット技術の開発が進められていく予定。一方の東京(中央区)は、主に社外との連携拠点として・・・

続きはソースで

https://news.mynavi.jp/article/20190128-763247/
images (1)


引用元: 【ロボット工学】パナソニック、6大学と連携してロボット分野の研究開発を加速[01/28]

【ロボット工学】パナソニック、6大学と連携してロボット分野の研究開発を加速の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2019/01/24(木) 14:51:49.91 ID:CAP_USER
■消えていたのは氷河よりも氷床、「前例のないレベル」と研究者

グリーンランドの氷が、これまで考えられていたよりも速いペースで解けていると警告する研究が1月22日、学術誌『米国科学アカデミー紀要(PNAS)』に発表された。しかも驚くべきことに、消えているのは氷河よりも、むしろ陸に定着した氷床であるという。

 研究によると、2003年初頭から2013年なかばにかけて、継続的かつ大規模に氷が消失した地域は、大きな氷河がほとんどないグリーンランドの南西地域と判明した。

 世界最大の島であるグリーンランドでは、2002年か2003年ごろに氷の消失ペースが重大な転換点を迎えていたと、論文の筆頭著者である米オハイオ州立大学の地球科学者マイケル・ベヴィス氏は考える。その後、消失ペースは加速していき、2012年の年間消失量は2003年の4倍と「前例のない」レベルに達したと、ベヴィス氏は言う。

■毎年、本州と九州を水浸しにする量

 グリーンランド南西地域の氷がこれほど速いペースで解けているとは、従来は考えられていなかった。科学者らが注目していたのは、氷河から巨大な氷が大西洋に流れ込んでいるグリーンランドの南東地域と北西地域だった。

「氷河から大規模な氷が流れ出すペースが上昇していることは、大きな問題として認識されていました」とベヴィス氏は言う。「しかし今回、2つ目の深刻な問題があることがわかったのです。この先、氷床からさらに大量の水が解け出し、海に注ぎ込むことになるでしょう」

 NASAの人工衛星GRACEやGPSによるデータから、2002年から2016年にかけて、グリーンランドが年平均およそ2800億トンの氷を失っていたことがわかる。これだけの氷が解ければ、1年分で日本の本州と九州を腰の高さまでの水で埋め尽くせるだろう。

 グリーンランドの氷床は、場所によっては厚みが3キロに達し、海面を7メートル上昇させるだけの水量を含んでいる。20世紀の間にグリーンランドは計9兆トンの氷を失い、その結果、海面は2.5センチ上昇したとされる(世界の海面を1ミリ上昇させるには3600億トンの氷が必要となる)。

 それでも、グリーンランドの氷床は南極のそれに比べればささやかなものだ。南極の氷床は、もし完全に融解すれば海面を57メートル上昇させるだけの量がある。恐ろしいことに、氷の融解速度は南極でも加速しており、その消失量は40年前の6倍になっているという。過去10年間における氷の消失量は、平均で年間2520億トンにのぼる。

続きはソースで

https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/012300052/ph_thumb.jpg?__scale=w:500,h:333&_sh=0e20e10a40
ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/012300052/
ダウンロード (1)


引用元: 【環境】氷の消失ペースが10年で4倍に、グリーンランド「前例のないレベル」と研究者[01/24]

氷の消失ペースが10年で4倍に、グリーンランド「前例のないレベル」と研究者の続きを読む
スポンサーリンク

このページのトップヘ