科学好き者の日々

手を水槽に入れられる水族館があるようです。
久慈市の「もぐらんぴあ」とか浜名湖体験学習施設「ウォット」などがネット検索でみつかります。ほかにももっとあると思われます。見てみたいのですが、千葉市の近くにはあるのでしょうか？
手を入れられるということは、開口部があるということですね。

ペットボトルの腹を割いて開口部を作ってみました。開口部を支えているのはグルーガン（ホットメルト接着）用のスティックです。
　

水は漏れません。大気圧で押されているわけですね。ペットボトルの蓋を開ければ、ペットボトル内部にも大気圧がかかり、開口部と水面との水圧の差で水は出てきて、開口部まで水位が下がることになります。

外で水を詰めて、室内に持ってきたら、少し漏るようでした。室内のほうが暖かくて、内部の空気が膨張したのかと思って、ペットボトルの上部を手で握って暖めてみると、やはり少し漏ります。

うん、成程！

じゃ、この状態で冷やせば内部が外より減圧されて、漏らなくなるな。と思ったら、しばらくすると、開口部から空気が入りました。内部を減圧しておくことはできないのです。



窓のように開口させたら面白いと思ってやってみました。が、窓からどんどん水が漏ります。考えたら当然で、重力で水が落ちるので、その後に空気が入るのですね。残念！！

漏らないようにするには、上部の空気をなくすことですかね。
実物の水槽を見ていないので、実際にはその他に工夫もあるのかもしれません。
一度見てみたいものです。

今の時期、年賀状や喪中はがきの作成にこられる方が多いですね。
喪中はがきの文面は薄墨で印刷するのがマナーのようです。

ワードの場合、文章はフォントの色を灰色とすればいいので　ALT　書式　フォント　フォントタブ内のフォントの色　で　下側キーにより　例えば８０％灰色を選びます。

はがき印刷ウイザードでつくると題字部分は画像で作られます。さて、画像を薄墨にするには？

まず、画像を選択します。ALT　Ctrl+Tab　で図形描画ツールバー（図形の調整と読む）まで行きます。 右側キーを押して、 (オブジェクトの選択) を選択します。 Ctrlキー+Enterキーを押して、最初の描画オブジェクトを選択します。（画像が2つ以上あるなら）目的の画像が選択されるまで、Tab キーを押します。

アプリケーションキー（右クリック）を押してでるメニューから「画像の書式設定」を選びます。図タブの中の明るさを例えば８０％にします。


画像を選択したときに出てくる画像ツールバーを使って明るさを変えることもできます。
ALT　Ctrl+Tab　で図のツールバーまで行きます。右側キーで行くと明るさ強しのプッシュボタンがあります。これをエンターキーで押します。が一度しか押せないようです。2回目を押したいときは、再度ALT　Ctrl+Tab　で図のツールバーまで行って繰り返えします。（面倒だねぇ）マウスでクリックするのなら、この方法のほうが明るさ変化がリアルタイムで分るのでいいのですが。。。。


来年は通常の年賀状となるように祈りましょう。

昨日の惑星の型紙をダウンロードできるサイトのなかで、型紙を作成するソフトを公開しているところがありました。
http://www.vendian.org/mncharity/dir3/planet_globes/
見てみると、GIMPというフリーのイメージソフトを使って、そのプラグインをPerlで書いているようですね。Windowsでも動くようですが、このPerlちらっとみたのですが、ちんぷんかんぷんです。

「惑星画像を投影する」という目的だけなら、昨日のダウンロードさせてもらった型紙を使えばいいのです。が、もう少し進んで、リアルタイムの地球を投影したいとか、アップされていない衛星（エウロパやイオなど）を作りたいとか（基のデータあったかな？）などなど、できるかどうかは別にしてどうしてもつくるには、型紙（展開図）を自分でつくるしかありません。

どのように作るのでしょうか？


上の図は展開図の一部です。半球を12分割した2つ分です。左側の青く塗った部分は例えば、北緯30度〜60度、東経-15度〜15度、右側は北緯30度〜60度、東経15度〜45度ということになります。緯度、経度が明示されている写真があれば、その該当範囲をこの展開図に移せばいいわけですね。

星の子館では最初、手でやっていたようですね。
その後ソフトをつくられたとか。

　　

式で表すと上のようになりますかねぇ。ここでθは緯度、φは経度、ｒは球の半径、Nは球を平面に展開するときの分割数です。
φを-１５度から+１５度、ｒ＝１、N＝１２とした場合の経度＝ー１５、５、１０、１５度のときの緯度を５度おきにプロットしたものが左のグラフです。
経度は-１５度から+１５度以外では（例えば+１５度から+４５度では-３０度分）げたをはかせて-１５度から+１５度として計算する必要があります。

とはいえ、衛星写真を読みとって、手作業でプロットするのは普通では不可能な作業ですね。やはり画像処理をする必要があります。

当面は出来合いの展開図を使わせてもらいます。
やれやれ。。。

材質が半透明なプラスチックダンボールでドームを作って、プラネタリュームを投射しました。半透明なのでドームの外から投射された星座が見えます。
これを見て、地球やその他の惑星を投射したら、綺麗だろうと思いつきました。日本科学未来館のシンボルはLED100万本を使った直径６．５ｍの地球の姿です。そんなものは手がでないのですが、このドームに投射するなら、似て非なるもの？ができそうです。

惑星模型の型紙をダウンロードできるサイトを調べてみました。

http://www.city.himeji.hyogo.jp/hoshinoko/kansoku/crafts/planet.html
姫路市宿泊型児童館「星の子館」　10cmの球に貼り付ける。金星、火星、木星、土星（輪つき）
http://www.solarviews.com/eng/ico.htm
正20面体のペーパークラフト。のりしろもあって作り易い。太陽、水星、金星、地球、月、火星、木星、天王星、木星の衛星カッシーニ、ガニメデもある
http://www.vendian.org/mncharity/dir3/planet_globes/
本格球体の図。直径16cmか8cmの球に貼り付ける。水星、金星、地球、月、火星、木星、土星（輪なし）。これらの図を作るためのソフトも公開している。

で、作ってみました。

　

右から「星の子館」の輪つきの土星。真ん中は正20面体の地球。左は本格球体の地球。
どれもなかなか難しいですね。球体は中に芯となるものが必要ですね。土星は10cmの発泡スチロールの球が売っていました（135円）のでそれに貼りました。が、ぴったり合わず下地がみえています。
芯がないと、最後の張り合わせがうまく行きません。（左　紙が薄いこともあって、いびつですね）
正20面体は作り易いのですが、それでも最後の張り合わせはぴったりとはできません。
最後になると、張り合わせるのに手が入らないのですよ。妻楊枝や竹串で押さえるようにして貼るのですが、指先のようには器用ではないですね。

地球儀を作っているところはどうしているのでしょうね。手張りだということを聞いたことがありますが、熟練だけでなく、上手い治具があるのだと思います。

今の目的（投影）には半球でいいので、まだ作り易いと思いますが、投影の影ができそうなので、のりしろのように紙が二重になるのは駄目ですね。
インクジェット用のOHP用紙に印刷して切り取り、透明な芯に貼るのがいいと思うのですが、透明樹脂でできた半球または20面体（の半分）が必要になります。さて、何がありますか？これから探すので完成までには時間がかかりそうです。

再び公開講座を聴講しました。

なぎさ生物の多様性と保全　というタイトルで講師は元九州大学天草臨海実験所の先生です。

なぎさのなかには多種多様の生物がいること。それらの生物はこの40年間でどんどん減っていること。

沖縄などで観光開発のために道路をつくり、そのため赤土が海に流れ、珊瑚礁などの観光資源を壊してしまう、という「角を矯め牛を殺す」状態であること。（比喩は筆者の追加）

川から建築用の砂をとるため、本来海に流れてつくる砂浜が減って、環境が変わり例えば「はまぐり」が取れなくなったこと。

研究の方法は網のようなもので一度に生物を集め、その分類、胃を調べて食物を調べる（あの小さな「かに」などの！！）など地道で根気のいる作業のようです。

なかなか驚きの内容でした。

日曜日のせいか、聴講生の人数があまりいませんね。
どうも、講師の先生は明日学生に本当の？講義をするようで、公開講座が日曜になったような感じですね。
ま、それはどうでもいいですが。。。

次回は12月9日です。

近くの大学の学園祭をみてきました。
沢山の模擬店があって、焼き鳥やお好み焼やたこ焼や。。。。すごいですね。

思ったとおり、相撲ロボットもありました。
やはり、ネオジム磁石をつけています。両手で「やっ」と言う気持ちで持ち上げないと、鉄板の土俵から外せない強さです。
動くとき、特に磁石を逃がす訳ではなく、この磁力に負けない動力で動かすようですね。
「直線は大丈夫だが、曲がるときが難しい」という説明でした。
ほかにも、2足歩行ロボットや火星ローバーコンテストにあったような走行ロボット？もあります。

天文のところでは、室内でプラネタリュームを上映していましたね。混んでいて中に入れなかったのですが、天井からドームを吊っている感じですね。

電気工作を来場者にしてもらって、持って帰ってもいいというところもありましたね。費用は大丈夫なのかな、余計な心配ですが。。。
静電気の検出器というのが面白いですね。FETのゲートをオープンにして静電気の検出端に接続してあります。ゲートが静電気でONするとLEDが点灯するというものです。成程ねぇ。FETは壊れないという説明でしたが。。。。。

展示より模擬店ほうがずっと活気がある学園祭ですが、今も昔（俺がやっていたころ）も変わらないですね。

エクセルのオートフィルタで日付の抽出がうまくできないとの相談を受けました。
日付が入っている列で2006年8月の分を抽出したいとのことです。オートフィルタ　オプションで　2006/08　で始まる　とすると1件も抽出されません。　


エクセルの日付データは１９００年１月１日を１として一日を１とするシリアル値なので　で始まるは使えないようです。

しかたないので、フィルタオプションで　2006/8/1　以上　and　2006/8/31　以下　としました。
まあ、条件が２つ必要ですね。

文字に変換するとすると　TEXT関数でTEXT（A5,"yyyy年mm")と変換して　オートフィルタ　フィルタオプションで　2006年08　で始まる　とすれば　8月分が抽出されます。ここでyyyy/mmでは駄目のようです。またシリアル値になってしまうのでしょうか。

どちらがいいでしょうか？

５０ｃｍほどの糸の端に五円玉を結びます。反対の端にゼムクリップをつけます。ゼムクリップを持ち、糸をボールペンの軸にひっかけて五円玉を吊るします。

さて、手を離すとどうなるでしょう？

当然五円玉の重みで下に落ちる、

と思いきや



ゼムクリップがくるくるっとボールペンの軸に巻きついて、五円玉は途中で止まるのです。
地上に激突するかと思われるバンジージャンプが寸前に止まるかのようです。

ゼムクリップと五円玉との角度を変えてみると、0度ではボールペン軸との摩擦があってずるずる？（もっと早いか）と落ちていき、180度だとなにもないのと同じで、すとんと落ちる。
ゼムクリップが振り子のように振れないと駄目なようですね。
角度が大きいと（ボールペンの軸よりちょっと上位だと）巻きつき速度が早く、角度が小さくなるにつれて巻きつき速度が遅くなるようです。
また、ボールペン軸の摩擦を大きくすると、糸は固定され、ゼムクリップ単体の振り子のように動き、巻きつきません。

どうしてこうなるの？

　


左図の下の丸が五円玉で五円玉に掛かる重力をaとします。上の丸はボールペンの軸です。斜めの右の小さな円がゼムクリップで、掛かる重力はbです。
右の位置が落下を始めた位置です。ここでの力のつりあいはaとbとの力が合成されてcとなります。

糸がボールペンの軸に固定されている場合が右の図です。bは左図と変わらないのですが、a=0ですので、張力（図示していない）との合成でcの力を受けることになります。

ここで左図のcのほうが右図のcよりも大きいことが判ります。
五円玉があることにより、ゼムクリップだけのときより回転力が増えるのです。そこで勢いよく回転し、巻きついてしまうのだと思われます。

ただ、最下点を過ぎたあとは逆の力を受けますね。本来ならこの力により振り子を戻す力になるはずですが、五円玉が落下しているため、振り子の長さが短くなっています。
振り子の周期Tは
　　Lは振り子の長さ、gは重力加速度
で表されます。
振り子の長さが短くなるにつれて振り子の周期も短くなるので、逆向きの力に打ち勝って巻きつくまでに至るのでしょうか。

ネットでいろいろ調べたのですが、この現象に対しての解説のようなものを見つけられませんでした。上の考え方正しいのだろうか？最下点を過ぎたところがイマイチ釈然としないのだが、「平成教育委員会風良く解る解説」をご存知の方お教えください。