クイズ週間 科学と技術の歴史から

3年目クイズ企画。過去は未来へ繋がる過程。今を知り、未来を想像するヒントが見つかるかも?
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計量ちゃん❄️準備中 @Keiryo_tan

テミスが持っているのは天秤!「バランスをとる」とか「正邪をはかる」といったイメージでしょうか。 ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95… pic.twitter.com/YH6L6asLd1

2017-12-05 20:14:02
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計量ちゃん❄️準備中 @Keiryo_tan

これは古代エジプトのパピルス『死者の書』。天秤は歴史が古すぎて発明者が不明なんですね。 en.wikipedia.org/wiki/File:Weig… pic.twitter.com/CYKpYnWRHM

2017-12-05 20:16:11
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計量ちゃん❄️準備中 @Keiryo_tan

天秤の使用法は大きく二つ、「測定」と「はかりとり」です。どちらでも質量が既知の分銅を使います。 測定はまず測定対象を乗せ、もう片側に分銅を乗せていきます。はかりとりは分銅が先で、もう片側にはかりとりたいモノを乗せて釣り合わせます。

2017-12-05 20:19:39

謎の装置

計量ちゃん❄️準備中 @Keiryo_tan

【クイズ】図にある装置の左右におもりがぶら下げられ、最初釣り合っているとします。右のおもりを外側に静かに移動させるとどうなるか選んでください!(選択肢は次) pic.twitter.com/sQuyouksoC

2017-12-05 20:33:24
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  • 左側が下がる
  • 右側が下がる
  • 釣り合ったまま
計量ちゃん❄️準備中 @Keiryo_tan

きのうのクイズの答え合わせです! 図の装置、台の部分を除くと上・下・左・右の4つのパーツを組み合わせてできてます。どんな動きができるか考えると、、 twitter.com/Keiryo_tan/sta…

2017-12-06 20:44:00
計量ちゃん❄️準備中 @Keiryo_tan

こう動きます。平行四辺形を保つので平行リンク機構と呼ばれます。左右のパーツに注目!上下のパーツが傾いたときも、回転しません。平行四辺形の性質によるものです。 pic.twitter.com/pYkrqFjxmX

2017-12-06 20:47:05
計量ちゃん❄️準備中 @Keiryo_tan

おもりをぶら下げると、その場所におもりの重力がかかります。単純なてこなら、回転軸から遠ざければ力のモーメント(うでの長さ × 力)が増大して、そのおもりの側が下がるはずですが、、

2017-12-06 20:48:13
計量ちゃん❄️準備中 @Keiryo_tan

ここで一旦、大きさのある物体(剛体)の復習〜。 剛体の運動には並進と回転があり、力はその両方(の変化)にかかわってます。 自由な物体 →並進と重心まわりの回転 回転軸が固定→回転軸まわりの回転(並進させるはたらきは無効)

2017-12-06 20:49:28
計量ちゃん❄️準備中 @Keiryo_tan

今回の問題で左右のパーツは、 回転不可能 →並進(回転させるはたらきは無効) あとの詳細は省略、、とにかくおもりの重力は左右のパーツを並進させるはたらきだけということです。

2017-12-06 20:53:20
計量ちゃん❄️準備中 @Keiryo_tan

そんなわけで、おもりをパーツのどこにぶら下げるかは全体の釣り合いには影響せず、「釣り合ったまま」が正解です!

2017-12-06 20:56:14
計量ちゃん❄️準備中 @Keiryo_tan

この機構は、考案者の名前をとってロバーバル機構ともいいます。上皿天秤が皿を水平に保ち、皿のどこにモノを乗せても大丈夫なのは、これのおかげです。 pic.twitter.com/bJL6EoVTBT

2017-12-06 21:18:43
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ちょっと説明不足でした。
どうしても気になるところだけ補足しておきます。

上の図の「上皿天秤」、実際に作っても天秤として機能しません。

何がダメ?
天秤に求められる要件って何でしょうか?難しい話じゃなく。

  • 同じ質量を乗せると水平に釣り合うこと
  • 質量が違うときには傾いて安定すること

ですよね?まあきっと「そんなの常識だよ」と思われそうな…。
でも改めて考察すると、そう単純でもない…。

次の知恵袋のベストアンサーがよくまとまってます。
(ベストアンサーが機能してるの珍しい)

天秤で重量を測るとき水平になれば釣合った事にします。これは当然のようにも思わ...

引用ここから

kiyochan5164さん
2008/1/316:43:59
貴方が疑問に思われるとおり、天秤が水平でつりあう理由は水面が水平になるのとは異なります。
天秤の可動機構(量るものと分銅も含む)全体の重心は支点より下になるように作られています。
天秤の腕は、重心が支点の真下に来たとき水平になります。
つまり振り子が垂直位置で静止するのと全く同じ現象です。
支点と重心の距離が大きいと天秤の感度が下がり、小さいと感度が上がってわずかの不釣合いでも腕が大きく傾きます。
精密な天秤では重心調節ねじ(重心玉)があって、支点と重心との距離を調節することができます。

上の「上皿天秤」の形だと、

  • 同じ質量を乗せると水平に限らずに釣り合う
  • 質量が違うときには重い方に下がりきる

になっちゃいます。これが「天秤として機能しない」の意味。
だから模型を作るときは、次の動画の形にするのがいいです。

驚きのレゴ天秤。すごーい!

結果発表
計量ちゃん❄️準備中 @Keiryo_tan

集計忘れてた…。最終結果は、回答95票で正解率34パーセント。初見だと右側が下がりそうに思うよね。「左側」の人、どう考えたの…?

2017-12-06 21:48:06

時刻とか測位とか

計量ちゃん❄️準備中 @Keiryo_tan

【クイズ】次に挙げる発明のうち、左に付記した発明の時期が「正しくないもの」が一つあります。選んでください! 18世紀 海上時計(マリンクロノメーター) 19世紀 無線通信 20世紀 クォーツ時計 21世紀 衛星測位システム(GPS)

2017-12-07 07:58:16