万物創世の回転エネルギーの考察

 

「回転力」の考察-1

 

運動エネルギーとしての「回転力」は自然エネルギーを理解するうえで重要である。「台風」「竜巻」「気流」「海流」「渦潮」等、自然は回転力によって成り立っている。

 

回転(廻転、かいてん)

  

 

 

 

 

 

 

 

 

大きさを持たない点または大きさを持つ物体が、ある点を中心としてあるいは直線を軸として、あるいは別の物体の周りを回る運動。この点を回転中心、この直線を回転軸という。回転中心や回転軸が回転する物体の内部にある場合を特に自転というときもある。まさに運動している状態を指す場合も、運動の始状態から終状態への変化や移動を指す場合もある。前者の意味を強調したい場合は回転運動ということもある。

 

物理的回転

 

点の回転

 

物理的または数学的な文脈での回転とは、特に断らなくとも、回転中心や回転軸から回転する点への距離が一定の運動、つまり円運動を指すことが多い。また、回転した点の軌跡が円の一部である円弧(扇形の曲線部)の場合を指すことも多い。これらの円や扇形の半径を回転半径という。回転の軌跡である円弧の中心角、すなわち、回転中心から回転する点の始めにおける位置へ引いた直線と、終わりにおける位置へ引いた直線とのなす角を回転角という。単位時間当たりの回転角を、その回転運動の角速度という。回転半径と角速度が一定な回転運動を等速円運動という。特に断らなくとも、回転という言葉が等速円運動の意味に限定されていることも多い。ひとつの平面内の等速円運動の回転の向きは2通りが可能であり、どちらかの向きの回転の角速度を正と定め他方を負と定めれば、可能な全ての回転(等速円運動)を正負の実数で定めた角速度、および正の実数値をとる回転半径の長さ、および回転中心の位置で指定できる。3次元空間内ではさらに回転(等速円運動)の軌跡を含む平面を指定しなくてはならない。この平面を回転面または回転平面という。 3次元空間内の回転の角速度は、回転平面に垂直で平面内で定義した角速度の大きさに比例する大きさを持つベクトル量として表すことができる。このベクトルの向きは2通りが可能だが、通常の定義では、右ネジを回転方向に回した時にネジが進む方向を角速度ベクトルの向きとする。こうして3次元空間内での可能な全ての回転(等速円運動)は、3次元ベクトルとして定義した角速度と回転半径と回転中心の位置で指定できる。角速度や回転半径が変化するような回転運動は、瞬間的な無限小の等速円運動の連続したものとして表せる。これらの等速円運動の回転中心はそれぞれ異なるので、一般的な点の回転の軌跡から唯一の回転中心を特定することはできない。糸に結んだ小石の回転や惑星の公転(一般には等速円運動ではない)のように中心と見なせる物体が存在する場合は、その中心物体の位置を回転の中心と見なすことが多い。力学では物体の運動はその重心の運動でモデル化でき、物体の回転運動とは物体の重心の回転運動を指すことも多い。その詳細は円運動を参照のこと。

 

物体の回転

 

物理学で物体の回転を扱うときは、その変形は無視して扱う。つまり物体を剛体として扱う。剛体の運動は、その重心の運動と、重心を回転中心とした剛体の回転に分解すると取り扱いやすくなる。剛体が回転しているとき、剛体内の各点は全て同じ角速度で回転しており、この角速度をこの剛体の回転の角速度と定義する。また、剛体内の各点の回転中心は1本の直線上にあり、この直線を剛体の回転の回転軸という。剛体になんの力も働かなければ、その重心は慣性運動を行い、重心を中心とした回転の角速度は変化しない。剛体の回転運動についてのさらなる詳細は、オイラーの運動方程式を参照のこと。点や剛体の、始めの状態から一定の回転角だけ円運動した終わりの状態への移動も単に回転といい、数学的文脈での回転はこの意味であることが多い。この意味の回転は途中の経路は無視しているので、円運動の向きとしては逆回りとなる、回転角θの回転と(θ-2π)の回転とは同値である。また一般に、nを正負の整数として回転角(θ+2nπ)の回転は全て同値である。

 

 出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』

 

回転運動

 

質点または質点の集まり、もしくはその特別なものとしての剛体が、固定点ないしは回転軸から距離および相互の位置を変えずに行う運動のこと。回転運動を考えるとき、慣性系に対して回転する座標系を考えると便利な場合がある。このような座標系を回転座標系という。静止という概念は絶対的なものではない。たとえば回転しているメリーゴーラウンドに乗っている人にとっては周囲の風景のほうが回転しているように見える。運動のありさまを記述するということだけ考えるならば、大地とメリーゴーラウンドのどちらが静止しているかを決める決め手はない。いいかえれば、どのような座標系も運動学的には平等である。回転運動には、たとえば太陽の周りの惑星の運動や地球の自転、またこまの運動のように、それ自身の心棒の周りに自転しているほかに、その心棒が鉛直線の周りに回転する歳差運動、さらに心棒の傾きの変化を伴う章動とよばれる複雑な回転運動もある。

 

                [ 日本大百科全書(小学館) ]より

 

人類にとって必要な自然エネルギー利用は、自然の生み出す絶大な回転力の理解から生まれる。

 

 

「回転力」の考察-2

 

円運動  

  

質点が平面上の一つの円周上を回る運動のこと。円運動では、速度の方向が各瞬間で円の接線方向であり、中心からの位置ベクトルの方向といつも直交している。したがって円運動を行っている物体では、絶えずその速度の向きが変化していて、速度の時間変化すなわち加速度が存在する。ニュートンの法則によって、円運動をしている物体にはこの加速度を生じさせている力が外から作用しているはずである。一定の速さvで回る等速円運動の場合、加速度ベクトル は、いつも中心に向かっているので、向心加速度とよばれ、それに比例する(質量mを比例係数として)外力もまた中心に向いている。その大きさは、ベクトル図を参考にして容易に求められ、角速度をωとすれば、mvωである。円軌道の半径をrとすると、v=rωの関係を用いてmv2/rで表される。これを向心力または求心力という。このように、物体に円運動を続けさせるためには、絶えず向心力を作用させなければならない。たとえば、「おもり」を「ひも」で結び、回転させると、「おもり」は絶えず中心から遠ざかろうとするが、これに抗して円運動を続けさせるためには、絶えず「ひも」を引っ張っていることが必要である。これは「ひも」を通じて向心力を作用させていることになる。なお、中心から遠ざかろうとする傾向は見かけの力、遠心力が働いていると考えることができる。もちろん向心力としては、かならずしも「ひも」を用いて引っ張る必要はない。ニュートンの万有引力や、プラスとマイナスの静電気をもつ粒子の間に働くクーロン力でもよい。これらの力のもとで物体は一般に放物線、双曲線または楕円(だえん)軌道上を運動する。円運動は楕円軌道の長軸と短軸とが等しい場合である。実際、万有引力の作用のもとで運動している太陽系の惑星は、太陽の周りの円に近い楕円軌道上を運動していることが知られている。また人工衛星は、月と同様、地球の引力の作用のもとでの円に近い楕円軌道上の運動をしている。

 

遠心力

 

円運動のように固定点の周りを運動している物体が外向きに受ける力のこと。これは物体の慣性によるものであり、通常の力(その作用によって物体に加速度を生じさせる)とは異なり、回転座標系で生じる見かけ上の力である。物体に作用し加速度を生じさせている外力(円運動の場合は向心力)に対する反作用と考えることもできる。半径rの円周上を速さv、または角速度ω(ω=v/r)で円運動を行っている質量mの物体に作用する遠心力は、大きさmv2/rまたはmrω2で、半径に沿って外向きである。これは、円運動を続けさせている力、すなわち向心力と大きさが同じで向きが逆である。遠心力の存在は、回転座標系に乗ることによって日常しばしば感じられる。たとえば、遊園地にあるループ・コースターなどの回転運動を行う乗り物に乗ると、外側に強く引かれるように感ずるが、これが遠心力である。遠心力を応用したものとしては遠心分離機や電気洗濯機の脱水機などがある。

 

向心力

 

求心力ともいう。物体が運動する軌道上の任意の点で、物体に働く力を、軌道の接線方向と曲率の中心方向に分解したとき、後者を向心力という。向心力は物体の速度の方向を絶えず変え、直線運動から引き離し、固定点(中心)の周りに回転させる。半径rの円周上を質量mの物体が角速度ωで回るときの向心力は、円の中心に向かって、mrω2である。速さvを用いると、mv2/rで与えられる。たとえば「おもり」を「ひも」で結んで回転させる場合には、「おもり」を絶えず引っ張っている「ひも」の張力が向心力であり、円運動によって生じる遠心力とつり合っている。

 

自転

 

天体が重心を通る直線の周りを回転すること。地球の自転周期は平均23時間56分4.0905秒(恒星日)であるが、1年かけて太陽の周りを公転しているため太陽に対する地球の自転周期は24時間になる(太陽日)。自転による地球表面の動きは中緯度でも時速1000キロメートルを超え、遠心力によって地球の赤道部分は外に張り出す。その結果、地球は楕円(だえん)を短軸の周りに回転してできる回転楕円体の形状を示す。ただし赤道半径(地球の中心から赤道に至る距離)と極半径(地球の中心から北極または南極を結んだ線の距離)の差は20キロメートルあまりにすぎない。自転による遠心力が働くため地表で計測される重力の大きさは緯度によって変化し、赤道での値は極での値に比べて0.5%ほど小さくなる。地球の衛星である月や木星の四大衛星など、中心星の潮汐(ちょうせき)力の影響が強い天体では自転周期はしばしば公転周期と同じになる。地球の自転は1960年代までは時刻の定義の直接の基準とされていたほど規則正しいが、地質学的な時間の経過に伴い徐々に遅くなってきたことが知られている。また自転速度より正確な原子時計が実用化され、それに基づいて位置天文学観測がなされた結果、自転速度はわずかではあるが、さまざまな周期で複雑に変化することがみいだされた。地球は地殻やマントルなどの固体部分と、流体核や大気海洋などの流体部分からなるが、角運動量(回転の勢い)保存の法則に従って地球の流体部分と固体部分の角運動量の和が保存される。偏西風のような緯度線に沿って吹く風(帯状風)の強弱に伴って大気の角運動量が変動するが、それを補償するように固体地球の回転速度が変動する。数年より短い周期の自転速度変動のほとんどはこのような帯状風の変動によるものである。10年以上の周期の変動は流体核とマントルの電磁的な結合によるものとされているが、その原因の詳細はわかっていない。現在の世界時は原子時計の刻みに基づいているが、自転速度の変動にあわせて、ときおり「閏(うるう)秒」を挿入することによって地球自転による時の刻みとの乖離(かいり)を一定以下に保つくふうがされている。なお自転速度変動以外にも地球自転軸の乱れに相当する章動や極運動がある。自転の変動は地球の内部構造と活動を反映する貴重な情報源であり、天文学と地球物理学の境界にある学問分野として研究の対象となっている。

 

[ 日本大百科全書(小学館) ]

 

 

この宇宙には、渦の形があふれている。太陽系を含む銀河星雲、生命の故郷である海の海流、大気の流れ、生命情報の収納庫DNA、すべてが渦、スパイラルの形をとっている。

 

回転エネルギーは万物の創造エネルギーでもある。

 

 

 

「回転力」の考察-3

 

回転エネルギー -1

  

直線運動に比べれば回転運動は複雑だ。

 

 

 

渦巻銀河

 

渦巻銀河は、薄い円盤状の回転する星々や星間物質で構成され、通常は中心部に近くなるほど古い星が多くなる。そして、中央の銀河バルジから比較的明るい渦巻き腕状の構造が伸びている。ハッブル分類では、渦巻銀河は S で示され、小文字 (a,b,c) で腕の粗密やバルジの規模を表す。Sa は湾曲度合いが大きく個別の識別が不明瞭な腕を持ち、大きなバルジを持つ銀河を指す。Sc に分類される銀河の腕は開放的で、そのバルジは小さい。渦巻銀河のうち、わずかな腕だけの銀河を羊毛状渦巻銀河(または毛ふさ状渦巻銀河)と言い、逆にしっかりと識別可能で湾曲具合が激しい腕が観察できる銀河をgrand design spiral galaxyと言う。渦巻銀河の腕は、銀河を一様に回転する星の相互作用から、対数螺旋に近似した形状を持つ。星々と同様に、腕はバルジを中心に回転し、その角速度は一定である。この渦巻く腕は高密度の物質が集まる領域、もしくは密度波と考えられている。星がこの腕の領域に入ると恒星系の宇宙速度が影響を受け、腕部分を抜けると元に戻る。これは、自動車が道路で渋滞にはまると速度が落ち、抜けると早くなる現象と酷似している。そしてこの高密度な状態が星形成を促進するため、腕は輝いて見える。つまりは、腕部分には若い星が多く存在する。 渦巻銀河の大多数は、バルジから両方向に伸びる直線的な棒状の星の帯を持ち、渦巻構造と接続している。ハッブル分類では SB で表し、小文字 (a,b,c) は渦巻銀河と同様に腕の粗密を表す。この棒構造は、バルジ部分や他の銀河から寄せられた銀河潮(英語版)による密度波によって作られた一時的なものと考えられている。また多くの棒渦巻銀河は、棒構造に沿ってガスがバルジに流れ込むため、活動的である。天の川銀河は直径約30キロパーセク、厚さ約1キロパーセクの棒渦巻銀河である。約2000億 (2×1011) の星があり、全重量は太陽の6000億倍 (6×1011) である。

 

台風

 

  

 

 

台風の発達過程はかなり詳しくわかっている。台風の原動力は凝結に伴って発生する熱である。温暖な空気と寒冷な空気の接触等による有効位置エネルギーが変換された運動エネルギーが発達のエネルギー源になっている温帯低気圧との大きな違いはここにある。上昇気流に伴って空気中の水蒸気は凝結し、熱(潜熱)を放出する。軽くなった空気は上昇する。すると地上付近では周囲から湿った空気が中心に向かい上昇し、さらに熱を放出しエネルギーを与える。このような条件を満たすときに台風は発達する。このような対流雲の発達の仕方をシスク(CISK、第2種条件付不安定)という。なお、台風が北半球で反時計周りの渦を巻くのは、風が中心に向かって進む際にコリオリの力を受けるためである。2個の台風が1,000km以内にある場合、互いに干渉し合って複雑な経路をたどることがある。これを提唱者の名前をとって藤原の効果と呼ぶ。一般に、台風は日本の南海上で発達し日本列島に接近・上陸すると衰える傾向がある。これは、南海上では海水温が高く、上述した台風の発達に必要な要素が整っているためで、日本列島に近づくと海水温が26℃未満(真夏〜初秋は日本列島付近でも26℃以上の場合があり、台風が衰えない場合もある)になることにより台風の発達は収束傾向になる。初夏および晩夏〜秋に日本列島へ近づく台風の多くは高緯度から寒気を巻き込んで前線が形成されるようになり、徐々に温帯低気圧の構造へと変化する。温帯低気圧化が進んだ台風は南北の温度差により運動エネルギーを得るため、海水温が25℃以下の海域を進んだり上陸してもほとんど衰えない場合がある。さらに高緯度へ進み、前線が中心部にまで達すると温帯低気圧化が完了となる。純粋な台風の場合、上陸すると山脈や地上の建物などによる摩擦によって台風はエネルギーを消費し、急速に勢力が衰えるようになる。これが日本に近づく台風の特徴といえよう。日本列島に上陸せず対馬海峡を通過し日本海南部に入った場合、または台風が日本列島に一端上陸し、勢力が衰えた後に日本海南部へ出た場合は、暖流である対馬海流(海水温が26℃以上の場合のみ)の暖気が台風へエネルギーを供給し、且つ高緯度から上空に流れる寒気の影響を受けるために、台風は勢力が衰えるどころか再発達し、普段は台風による被害を受けにくい北海道、東北地方に甚大な被害を与える場合もある(日本海北部はリマン海流(寒流)の影響で海水からのエネルギーが供給できないために台風自体は衰えるが、寒気の影響を受けて台風から温帯低気圧に変わった後に再発達する場合がある)。1954年の洞爺丸台風(昭和29年台風第15号)や1991年の台風19号(りんご台風)、2004年の台風18号などがその例である。

 

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』

 

 

 

「回転力」の考察-4

  

回転エネルギー -2

 

竜巻

  

 

  

メソサイクロンの中では、「上昇気流の領域」や「下降気流の領域」自体も回転している。下降気流は回転しつつ周囲に向かって流れ出しているが、この気流と南東の風とがぶつかると、ガストフロント(Gust front)と呼ばれる、寒冷前線に類似した気流の衝突面が形成される。ガストフロントは、主に強い下降気流さえあれば発生しうる現象であり、スーパーセル以外の発達した積乱雲でも発生することがある。ガストフロントの先端である前線面は、冷たい下降気流と暖かく湿った上昇気流が衝突している。気流の衝突によって、この前線面では大きな風速差や気流の乱れが生じる。これをウインドシアという。ウインドシアのある状況下では、小規模で短命な気流の渦が多数、現れては消えることを繰り返す。このような多数の渦のうち、ごく少数の渦が発達して上昇気流と結びついて、竜巻に成長するのではないかと考えられている。ただ、「竜巻のもと」となるこの渦の発達のきっかけについては、詳しく解明されていない部分が多く、現在も気象学や流体力学の観点から研究が続けられている。現在のところ、発達のきっかけとして、「上昇気流が急激に強まること」だという説がある。スーパーセル内でメソサイクロンが発達して中心部の大気中層の気圧が下がると、その下の大気下層では上向きの気圧傾度力が強まって、上昇気流が急激に強まる。この上昇気流と前述の小規模で短命な渦が重なると、渦に対して上向きの吸引力が働き、渦の幅が狭まると同時に風速も増し、コンパクトで強力な渦が形成されて竜巻となるという考え方である。このような条件は、メソサイクロンの気流が回転している中心部にできやすいが、これはレーダーや衛星画像で見たスーパーセルの雲の位置的な中心とは異なるため、スーパーセルの雲の端のほうに竜巻ができることも珍しくない。スーパーセル以外の積乱雲の場合、上昇気流が強まる要因はあまりなく、ウインドシアによって偶然、水平方向に回転する渦が発達すると竜巻になると考えられている。そのため、竜巻の発生域は限られており、発生頻度も低く、勢力もスーパーセルよりは劣るものが多い。ただ、スーパーセルでなくとも被害をもたらすような竜巻は実際に発生しており、同様に注意が必要である。

 

 渦潮

 

 

 

 

鳴門海峡は、本州と四国の間にある瀬戸内海と太平洋とを結ぶ海峡の一つで、幅が約1.3km。潮汐により1日に2回、大量の海水が瀬戸内海に流れ込み、また同様に1日に2回瀬戸内海から流れ出す。瀬戸内海と太平洋の水位差は最高で1.5mにも及ぶ。海峡の幅が狭いことに加え、海底の複雑な地形も影響し、潮流は13~15km/hの速度で流れる。大潮の時には20km/hに達することもある。この潮流の速度は日本で一番速く、「世界三大潮流」にも数えられることもある。この早い潮流と、海峡両岸に近い穏やかな流れの境目において、渦が発生する。大潮の際には渦の直径は最大で30mに達するといわれ、渦の大きさは世界でも最大規模といわれる。


出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』

 

人類を取り巻く環境の宇宙、地球、自然は計り知れない

エネルギーを持っている。

その膨大なエネルギーは「回転する力」によって人類に

自然の偉大さを垣間見せる。

 

 

 

「回転力」の考察-5

 

回転エネルギー -3

 


遠心ポンプ羽根車内部の速度ベクトル

 

宇宙電波

 

... 長波長で顕著であるのに対し、暗黒の低温物質からの電波は、種々の分子がその回転エネルギーの変化によって発する線スペクトルを中心とし、ミリ波とよばれる最短波長の領域に集中している。 ...

 

火力発電

 

... 蒸気タービンでは、高温・高圧の蒸気の保有する熱エネルギーを回転エネルギーに変える。蒸気タービンに発電機を直結させ、タービンの回転エネルギーを電気エネルギーに変換させて電気を発生する。 ...

 

γ線天文学

 

... 今日では、回転エネルギーを使ってX線も放出している若いパルサーや活動銀河核からγ線が観測されている。そのなかで、かに星雲のパルサーから発生するものは典型的なものであり、銀河系のγ線源の多くは ...

 

太陽熱発電

 

太陽光線による放射熱エネルギーを効率よく集めて熱源とし、その熱エネルギーを熱機関により回転エネルギーに変えてタービン発電機を回転させ、電気エネルギーとして取り出す発電方式をいう。 ...

 

同位体効果

 

... 通常の水素分子の2倍になり、それに伴って回転エネルギー準位の差は半分に減少する。振動エネルギー準位の間隔は重水素分子では、通常の分子の 1/〓 に減る。 ...

 

発電(電力)

 

... 燃料を燃焼させて蒸気を発生させるボイラー、蒸気によって回転エネルギーを得る蒸気タービンおよび電気を発生する発電機、変圧器などの電気設備がある。これらの設備のうち ...

 

風力発電

 

... このエネルギーのうち風車の回転エネルギーに変換できるのは理論的に約60%が限界で、実際の風車エネルギーは空気の粘性、その他の影響などから約45%以下となる。 ...

 

ブラック・ホール

 

... ブラック・ホール内に蓄えられた回転エネルギーをその外部に解放することが可能である。内部の物質が帯電している場合には、自転ブラック・ホールの周辺には電場や磁場も発生する。 ...

 

 

[ 日本大百科全書(小学館) ]

  

広大な宇宙からミクロな分子の持つ回転エネルギーはエネルギーの基本構造であり

人類はその回転エネルギーを利用してきた 

 

 

 

「回転力」の考察-6

 

回転エネルギー -4

 

 DNAの立体構造

 

 

二重らせん構造(DNA)

  

 DNA はデオキシリボース(五炭糖)とリン酸、塩基 から構成される核酸である。塩基はプリン塩基であるアデニンとグアニン、ピリミジン塩基であるシトシンとチミンの四種類あり、それぞれ A, G, C, Tと略す。2-デオキシリボースの1'位に塩基が結合したものをデオキシヌクレオシド、このヌクレオシドのデオキシリボースの5'位にリン酸が結合したものをデオキシヌクレオチドと呼ぶ。ヌクレオチドは核酸の最小単位であるが、DNAはデオキシヌクレオチドの高分子である。核酸が構成物質として用いる糖を構成糖と呼ぶが、構成糖にリボースを用いる核酸はリボ核酸 (RNA) という。ヌクレオチド分子は、糖の3’位OH基とリン酸のOH基から水が取れる形でフォスフォジエステル結合を形成して結合し、これが連続的に鎖状の分子構造をとる。ヌクレオチドが100個以上連結したものをポリヌクレオチドと言うが、これがDNAの1本鎖の構造である。DNAには方向性があるという。複製の際、DNAポリメラーゼは5'から開始し、3'の合成で終えるからだ。転写のときもこの方向性に従う。DNAは2本の鎖状ポリヌクレオチドが一組となっている。もうひとつのDNA鎖は、シャルガフの法則による相補的な塩基 (A/T, G/C) による緩やかな水素結合を介して、全体として二重らせん構造をとる。A/T間の水素結合は2個、C/G間は3個であり、安定性が異なる。塩基の相補性とは、A、T、G、Cの4種のうち、1種を決めればそれと水素結合で結ばれるもう1種も決まる性質である。2つのヌクレオチド鎖が互いの方向に逆となるよう水素結合で結ばれるために二重らせんとなる。二重螺旋構造は、通常右巻きの螺旋を持ち、これはB形DNAと言う。細胞の種類によっては、部分的な左巻き螺旋構造を有する場合があり、これはZ形DNAと呼ばれる。この相補的二本鎖構造の意義は、片方を保存用(センス鎖)に残し、もう片方は、遺伝情報を必要な分だけmRNAに伝達する転写用(アンチセンス鎖)とに分けることである。また、二本鎖の片方をそのまま受け継がせるため、正確なDNAの複製を容易に行うことができるため、遺伝情報を伝えていく上で決定的に重要である。さらにまれに起こる損傷の修復にも役立つ(詳しくは二重らせん)。多くの場合、DNAは環状構造をとっている。長さは様々で、塩基の対により形成されているため、長さの単位は二本鎖の場合 bp(base pair:塩基対)またはkbp (1kbp=1000bp)、一本鎖の場合 b または nt(base、nucleotide: 塩基、ヌクレオチド)。


出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』


 

分子スペクトル

 

 二原子分子や多原子分子が吸収または放射する光のスペクトル。原子スペクトルの場合と同様に、吸収または放射される光の光子エネルギーは、遷移に関与する上と下の状態のエネルギー差に等しい。原子の場合と異なり分子ではエネルギーは三つの部分すなわち回転エネルギー、振動エネルギーおよび電子エネルギーの和として表される。エネルギーの値は列記した順に後者ほど大きい。3種の状態エネルギーに対応して3種のスペクトルが存在する。回転状態の変化のみによるスペクトルは純回転スペクトルとよばれ、マイクロ波から遠赤外の波長領域に現れる。異なる振動状態間の遷移には同時に回転状態の変化を伴い、普通、赤外領域に系統的に並んだ多数の線からなる帯(たい)スペクトル(バンドスペクトル)を生ずる。これは振動・回転スペクトルとよばれる。電子状態の間の遷移では、振動状態・回転状態の変化が同時におこり、可視から紫外領域に規則性をもって密集して並ぶ多数の帯系からなる帯スペクトルをつくる。これは電子項スペクトルとよばれる。分子の回転状態はその分子に固有の回転定数と回転量子数によって決まる。回転スペクトルは、分子の回転定数を測ることによりその慣性モーメント、したがって平衡核間距離などを調べるのに役だてられる。分子の振動状態は分子の共鳴振動数・解離エネルギーなどと振動量子数で表される。多原子分子では分子軸の方向の伸縮振動のみでなく、結合角の変化する変角振動もおこる。振動スペクトルの測定は分子の対称性を調べ、分子構造を決定するのに役だてられる。分子の電子状態は分子軸方向の軌道角運動量の成分を表す量子数その他の量子数の組合せで表される。分子の電子項は原子スペクトル項と似て1Σ、2Π、3Δなどという記号で表される。ここで、Σ、Π、Δは軌道角運動量の分子軸方向の成分ΛがΛ=1,2,3,……であることを表し、左肩の数は多重度(2S+1、ただしSはスピン量子数)を表す。電子項スペクトルの研究は分子の電子状態の情報を通して化学反応の研究にも役だてられている。分子スペクトルは光の発光や吸収を通じて分子の種類や状態を同定するのにきわめて有用な知識であり、たとえば星間分子の研究などにも広く応用されている。一方、レーザーの普及によって、分子スペクトルにラマン散乱が応用されるようになった。ラマン散乱(ラマン効果)は光子の物質による一種の非弾性散乱である(インドの物理学者ラマンによって1928年に初めて観測された)。光子が物質によって散乱されるとき、大部分はエネルギーの変化を受けない弾性散乱(レーリー散乱とよばれる)であるが、一部は物質との相互作用によってエネルギーが変化した光子となって散乱される。物質にエネルギーを与えて、その分だけエネルギーが減少した光子として散乱される場合(ストークス線とよばれる)と、物質からエネルギーを受け取ってその分だけエネルギーが増加する場合(アンチストークス線とよばれる)とがおこりうる。ラマン散乱のおこりやすさ(散乱断面積)は通常の吸収断面積に比べてとても小さいので、従来は分子スペクトルの研究に応用するのは困難であった。しかし、普通の光吸収過程(電気双極子遷移とよばれる)とラマン散乱過程とでは分子の励起(れいき)に関する遷移の選択則が異なるので、ラマン散乱は分子の振動や回転の研究には通常の吸収分光法では得られない情報が得られる。レーザーのような強度の大きい光源を使い、干渉計のような高い分解能の分光器と組み合わせると、分子の振動・回転スペクトルの研究に有力な方法を提供する。

 

[ 日本大百科全書(小学館) ]

  

分子レベルで見れば人は全て同位でありスピン(回転)している。

 

「回転力」の考察-7

 

回転機械-1

 

電動機

 

    

電動機(Electric motor)とは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電力機器、原動機の総称。モーター、電気モーターとも呼ばれる。一般に、磁場(磁界)と電流の相互作用(ローレンツ力)による力を利用して回転運動を出力するものが多いが、直線運動を得るリニアモーターや磁場を用いず超音波振動を利用する超音波モータなども実用化されている。静電気力を利用した静電モーターも古くから知られている。なお、本来、「モーター」という言葉は「動力」を意味し、特に電動機に限定した用語ではない。それゆえ、何らかの動力の役割を果たす装置は、モーターと形容されることもよくある(モーターサイクル、モーターボート、モーターグライダーなど)。

 

電動機の構造

 

回転する電動機は、軸を持ち回転する回転子(ロータ: Rotor)と、回転子と相互作用して回転モーメントを発生させる固定子(ステータ: Stator)、回転子の回転を外部に伝える回転軸、回転軸を支える軸受、損失により発生した熱を冷却する冷却装置などから構成される。回転子と固定子の磁界を発生させる部分を界磁という。整流子電動機 (Brush Motor)や同期電動機で、界磁と相互作用させトルクを得るための磁界を発生させるものを電機子という。負荷機器と接続するカップリング・回転数を下げて目的のトルクを得るための減速機などが付属装置として接続される。整流子電動機は、整流子とブラシによって電機子に流れる電流をきりかえ回転方向を保つ。

 

動作原理

 

回転子による分類

 

整流子電動機以外の、固定子にコイルがあって、コイルに変化する電流を供給することによって、変動する磁界を発生させる電動機について述べると、回転子の種類に分類できる。

  1. 永久磁石界磁 (Permanent Magnet Type) : 永久磁石の極を円周方向に配置すれば、固定子の極の移動に伴って、駆動力が発生する。
  2. 電磁石界磁 : 回転子に磁界を持たせることは電磁石でも可能であるので、回転子・固定子とも電磁石とする構成である。
  3. 透磁率の差 (Variable Reluctance Type) : 磁性体に突起を設けるなどして、磁力線の通り易いところ通りにくいところを設ければ、駆動力が発生する。
  4. アラゴーの円板 : 金属導体をおけば、磁場の変化により、渦電流が発生し、渦電流のつくる磁界との相互作用で、駆動力が発生する。
  5. 巻線形誘導電動機 : 導体のコイルをおけば、磁場の変化により、コイルに流れる電流が発生し、それによる磁界との相互作用で、駆動力が発生する。

ある方向に連続的に駆動力を発生するために駆動側のコイルを複数設けて、磁気の位相を順番にずらして駆動力を発生させる配置にする。その方法もまた、いろいろな配置のものが実用化されている。

 

界磁や電機子の電流の種類

 

次に電機子や1次側巻線によって変動する磁界を発生するための電流の種類については次のようなものがある。

  1. 三相交流 : 商用の三相交流(120度ずつ位相のずれた正弦波)を3つまたはその倍数の数のコイルに供給することによって、回転する磁界を発生することができる。
  2. 単相交流 : コンデンサを使って、位相をずらした、もう1相をつくることが多い。
  3. 可変電圧可変周波数制御インバータによる三相交流 : 商用の三相交流は周波数が一定なので、起動や速度を変えるためなどのために用いられる。
  4. 直流パルス : 位相のちがうパルス電圧を、別々のコイルに供給する。いわゆるステッピングモーターがこれにあたる。
  5. 無整流子電動機 (Brushless DC Motor) は、センサにより回転子位置を検出し、それによって直流電流の極性を切り替えるものである。

直流電動機、交流電動機の区分別は電動機の構造の区分でなく、使用法の区分と考えることができ、どちらでも回る電動機もありうる。

 

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』

 

人類は回転エネルギーを利用した様々な重要な機械を開発し文明を築いてきた。

 

「回転力」の考察-8

 

回転機械-2

  

発電機

 

 

 

発電機electrical generator)は、電磁誘導の法則を利用して、機械的エネルギー(仕事)から電気エネルギー(電力)を得る機械(電力機器)である。

 

自動車やオートバイなどのエンジンに付いている発電機はオルタネーターダイナモとも呼ばれ、電気関係の一部ではジェネレータと呼ばれることがある。構造が電動機と近い(教科書的な簡素な物は同じ構造だが、実用的にはそれぞれに特化した異なる構造をしている)ことから、電車やハイブリッドカーにおいては電動機を発電機として利用してブレーキをかけ(発電ブレーキ)、さらに発生した電力を架線やバッテリーに戻す仕組み(回生ブレーキ)をもっている。

 

発電機は電磁誘導によって運動エネルギーを電力に変換する装置である。具体的にはコイルに対して磁石を回転させることで電気を発生させる。動力を何から得るかによって以下のように様々な種類がある。

  • 火力発電:燃料の持つ化学エネルギーを燃焼により熱に変換し、さらに運動エネルギーに変換する発電。熱を得る方法、熱から運動を得る方法によりさらに細分される。
    • 汽力発電:熱により水蒸気を作り、蒸気タービンを回す発電。広義には蒸気タービンを用いる発電を総称していう。
    • 内燃力発電:気体の膨張により内燃機関を回す発電。
    • コンバインドサイクル発電:内燃力発電の排熱で汽力発電を行う発電。
    • 廃棄物発電:廃棄物をエネルギー源として行う。
  • 原子力発電:核反応により熱エネルギーを得る発電。運動エネルギーへの変換は、通常は蒸気タービンを用いる。
  • 核融合発電:原子核の融合によってエネルギーを得る発電。
  • 水力発電:水の位置エネルギー及び運動エネルギーによる発電。
    • 揚水発電:汲み上げた水を利用する。
    • マイクロ水力発電:小規模な水力発電。建設費や運用費が安い。
  • 地熱発電:地熱により熱エネルギーを得る発電。
  • 太陽熱発電:太陽光の熱エネルギーによる発電。太陽光を直接電気に変える太陽光発電とは別。
  • 風力発電:風の運動エネルギーによる発電。
    • 陸上風力発電:タービンを陸上に設置する。
    • 洋上風力発電:タービンを洋上に設置する。
    • 浮体式洋上風力発電:タービンを深度のある洋上に浮かせて設置する。
    • 凧型風力発電(KiteGen):凧(カイト)によって高高度の風を利用する。
  • 波力発電:波の運動エネルギーによる発電。
  • 海流発電:海流の運動エネルギーによる発電。潮流発電ともいう。
  • 潮力発電:潮の干満の位置エネルギーによる発電。潮汐発電ともいう。
  • 炉頂圧発電:高炉の高圧ガスでタービンを回す発電。
  • 冷熱発電:液化天然ガス(LNG)の冷熱を利用し、中間熱媒体を液化、循環させる方法と、気化した高圧ガスで直接タービンを動かす方法がある。主にLNGの受け入れ基地などで用いられる。
  • 海洋温度差発電:海面の温水と深海の冷水の温度差を利用する発電。
  • 人力発電:人間を動力源とする発電。燃料や電池の補給が難しい局面で重宝される。

 

電力以外のエネルギーを直接電力に変換する発電には以下のようなものがある。

  • 燃料電池発電:燃料の化学エネルギーを直接電力に変換する発電。部分出力でも発電効率が良い。
  • 太陽光発電:太陽光エネルギーを太陽電池で直接電力に変換する発電。自然エネルギーなので燃料の購入の必要がない。
  • 宇宙太陽光発電:宇宙空間で太陽光発電を行い、それによって得た電力を地上に送る。
  • MHD発電:ファラデーの法則に基づきプラズマなどを用いて発電する。
  • 熱電発電:温泉水と河川水などの温度差を利用して熱電変換素子により発電する。
  • 振動発電:圧電素子と振動板を組み合わせることにより、音や振動のエネルギーを電気エネルギーに変換する発電

 

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』

 

 

「回転力」の考察-9

 

回転機械-3

 

スクリュー

 

  

 

スクリュー (screw スクルー) は、流体中で回転することで回転軸方向に流体の流れを生む装置である。あるいは逆に、流体の流れを受けて回転するものもあり、より一般的には、流体の流れと回転とを相互変換する装置であると言える。似た言葉に「プロペラ」がある。航空機用がプロペラ、船舶用がスクリューと理解されることがあるが、正確には、プロペラとは推進装置の意味である。船舶のスクリューもプロペラの一種で、より詳しくはスクリュープロペラと呼ぶ。「スクリュー」の語はブタ(scrofa)の尻尾に由来し、英語では螺旋状の回転部品全般を表す言葉として螺子(ねじ)もこれに含まれる。古くからあるスクリューであるアルキメデスのスクリューは螺子と同様の螺旋型で、作動するのが流体中か固体中かという違いはあるが、力学的には螺子と似ている。現代のスクリュープロペラも、非常に短い螺旋であると言える。

 

歴史

  

スクリュープロペラの原理は艪(ろ)による推進と同じである。なお艪は東洋では比較的多く使われていたが、ヨーロッパではヴェネツィアのゴンドラぐらいでしか見られない。ただしヴェネツィアのゴンドラの漕ぎ方は艪と櫂の中間である。例えば、カヌーを一本の櫂で漕ぐ場合の漕ぎ方も比較的近いが、同一ではない。中国での艪の使用は3世紀にまで遡る。艪では、単一の板を弧を描くように操作し、水を効率よく押すようにする。スクリュープロペラはこれを改良し、羽根が360度回転し、常に効率的な角度で水を推すようにした。一枚羽根のスクリュープロペラも存在するが、一般に常に力が均等にかかるように複数枚の羽根を使う。スクリュープロペラの起源はアルキメデスにまで遡る。アルキメデスは灌漑用に水を汲み上げたり、船底に溜まった水をくみ出すのにスクリューを使った。それが有名なアルキメディアン・スクリューである。アルキメデスは螺旋を研究しており、エジプトで何世紀も前から使われていた水車にヒントを得て、螺旋状の動きを応用したものと考えられる。レオナルド・ダ・ヴィンチは同じ動作原理を理論的なヘリコプターに使った。ダ・ヴィンチが描いたヘリコプターには、上部に巨大な布製のスクリューが付いている。1776年、デヴィッド・ブッシュネルは自作のタートル潜水艇で人力駆動のスクリューを使用した。1784年、J. P. Paucton は、同様のスクリューを使ったジャイロコプター風の航空機を提案したが、そのスクリューは揚力と推力の両方を発生させることになっていた。同じころ、ジェームズ・ワットが船の推進にスクリューを提案しているが、自身が開発した蒸気機関にはスクリューを採用しなかった。なお、スクリューによる船の推進という考え方はワットの発明ではなく、1世紀前に Toogood と Hays が考案している。ただしワットのころにはそれも忘れ去られていた。1827年、チェコ系オーストリア人の建築家ヨーゼフ・レッセルは、円錐状の中心軸に複数枚の羽根を装着したスクリューを発明した。オーストリア帝国の海軍の下で開発と試験が行われ、従来の方式よりも蒸気船を格段に高速化できることがわかった。しかしすぐ実用化されることはなく、1835年フランシス・ペティ・スミスが新たなスクリューの製造法を発見する。スミスのスクリューは当初は木製だったため、試験中にスクリューが半壊したが、うまい具合に残った形状が現代のスクリューのようになり、かえって船の速度が増したという。同じ頃、フレデリック・ソヴァージュとジョン・エリクソンも似たような特許を申請しており、3人のうち真の発明者は誰かという問題には結論が出ていない。エリクソンはモニターというスクリュー推進の装甲艦を設計した。この艦は南北戦争中の1862年にアメリカ連合国海軍のヴァージニアと交戦したことで知られている。イギリス海軍は外輪船よりもスクリュー船が優れていることを確認しようとした。まずスミスに試験的に初のスクリュー推進の蒸気船アレキサンダー号を建造させた(1839年)。次にほぼ同じ大きさのスクリュー船ラットラー号と外輪船アレクトー号を建造し、両船を徹底的に比較した。両船で綱引きをしたところ、ラットラー号がアレクトー号を2.8ノットの速さで引きずり回し、スクリューの優位性が誰の目にも明らかとなった。なお、この件にはスクリュー駆動の鋼船グレート・ブリテン号(1843年)を建造したイザムバード・キングダム・ブルネルの働きかけが大きく影響している。19世紀後半、スクリューに関する力学的研究が進んだ。ウィリアム・ランキン(1865年)らが理想的なスクリュープロペラの数理モデルを構築した。スクリューは厚さのない円盤にモデル化され、中心軸を一定の速度で回転させるものとした。すると円盤の周囲に流れが生じる。このようにして、回転力と推進力の関係が数式化された。さらにウィリアム・フルード(1878年)らがスクリュープロペラの数学的理論を確立していき、それによってスクリューの羽根の形状が進化していった。ライト兄弟を先駆者として、スクリュープロペラは飛行機の推進用のプロペラに応用されるようになっていった。内燃機関でスクリューを駆動する方式を最初に採用したのは、フレデリック・ランチェスターが製作した小型ボートだった。オックスフォードで1904年、試験航行が行われた。

 

用途

  

回転から流れへ

•スクリュープロペラ。水流の反作用を推進力とする。

•流体の輸送。

•流体の攪拌。

•塑性固体(ゲル、ペーストなど)の破砕。

 

流れから回転へ

•水車。原動機として。

•流速計。

 

 

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「回転力」の考察-10

 

 

バチカン美術館の二重らせん階段

回転機械-4

 

単純機械

 

単純機械(たんじゅんきかい)とは、主として重い物体を小さな力で動かす事を目的として古代に開発された道具で、最も基礎的な機械要素である。一般的には単一機械と呼ばれることの方が多い。日本では通常、以下の5種類を単純機械と呼ぶ。

・ねじ

・くさび

・てこ

・滑車

・輪軸

この5種は、ギリシャのヘロンという技術者が、「力を増幅させ、あるいは力の向きを変更させる」最も基礎的な装置として定義したものであり、単純機械の名称も彼に由来している。現在では、ヘロンの定義を拡大して上記のほかに以下の2種を単純機械に加える場合もある。

・斜面

・車輪

単純機械(単一機械)は機械工学の用語と捉えられる場合が多いが、むしろ物理学や力学の分野の言葉である。

 

ねじ

 

 

ねじ(螺子、捻子、捩子、螺旋)は、円筒や円錐の面に沿って螺旋状の溝を設けたものであり、主として別個の部材の締結や、回転運動と直線運動との変換などに用いられる。溝を円筒または円錐の内面に設けたものを「めねじ」、外面に設けたものを「おねじ」と呼び、これらが互いに組み合わされて使用される。これらの他にも、ぜんまいやぜんまいを巻く装置もねじと呼ばれる。長方形の一対角を直線で結び、この長方形を巻いて円筒とした時、対角線は「つる巻き線 (helix)」と呼ばれる三次元曲線を描く。ねじは、このつる巻き線に沿って溝を形成したものである。今日ではねじはあらゆる用途において大量に使用されており、その多くはボルトやナット、木ねじなどによる締結用途である。また、ねじは各種の機械の運動や位置決めなどでも欠かせないものとなっている。

 

機能

 

ねじの機能は、固定状態で使うものと可動状態で使うもので大きく異なり、それぞれがいくつかの機能に細分化できる。

 

•固定状態 - 締結、接合・結合、緊張、密封

•可動状態 - 搬送、測定・微調整、増力・減速、圧縮・圧搾


固定状態一方向に締め付けることで物を固定する。•締結:物と物を締め付けて動かないようにする。最も一般的なねじの機能であり、機械、建築物等の広範な用途で使用される


•接合・結合:水道管のような物と物を繋ぐ機能で使用される

•緊張:ターンバックルのようにワイヤやロープを引っ張って弛まないようにするのに使用される

•密封:ビンの蓋など封をする部分に使用される

可動状態回転運動を直線運動などに変える。

•搬送・移動:機械内部でモーターなどの回転運動を直線運動に変えることで直線運動に変換し、物の移動に使う

•測定・微調整:マイクロメータのように物の長さを測定する。また、光学機器のピント合わせのように直線方向での細かな移動量の変化に利用される

•増力・減速:ジャッキや万力のように、ねじの回転を利用して大きな物を動かす。また、ウォーム歯車によって回転運動を減速する

•圧縮・圧搾:ブドウ液の圧搾のように、ねじの回転移動により物を圧搾・圧縮する

 

固定状態で使用されるねじは緩まないように静止抵抗の大きい方が良いが、可動状態で使用されるねじの多くはおねじとめねじの接触面の抵抗が低い方が良いので、できるだけ平滑にされ潤滑油も使用されることが多く、ボールねじのようにボールベアリングまで利用されるものがある。 

 

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「回転力」の考察-11

 

回転機械-5

 

滑車

 

 

滑車(かっしゃ)は、中央に1本の軸をもつ円盤で構成される機構。ブロック(block)、タックル(tackle)、シーブ(sheave)、プーリー(pulley)ともいう。円盤には周長に沿って2つのフランジがあり、その間に溝がある場合もある。ロープ、ケーブル、ベルト、あるいは鎖を円盤の周囲またはその溝にかけて使う。力の方向を変える機械であり、回転力をそれらの線に伝えるのに使う場合もあるし、機械的倍率を向上させるのに使うこともある。5種類ある単純機械の1つである。英語では複数の滑車を組み合わせた装置を "block and tackle" と呼ぶが、日本語では「滑車装置」あるいは「複滑車」などと呼ぶ。

 

ベルトドライブ

 

ベルトと滑車のシステムは1つのベルトに2つ以上の滑車が対応していることを特徴とする。これにより滑車の軸と軸の間で回転力・トルク・速さを伝達でき、それぞれの滑車の径が異なる場合は機械的倍率も変化させることができる。ベルトドライブはチェーンドライブに似ているが、この場合の滑車は表面が滑らかで、滑車と滑車の径の比率が機械的倍率にほぼ相当し、チェーンドライブのように歯車の歯数の比のように正確に倍率を設定できない(チェーンドライブでは歯車とチェーンをかみ合わせるため、離散的に歯車の1歯ずつ動かすといったことが可能だが、ベルトドライブは一般にそれができない)。フランジと溝を持たないドラム型滑車の場合、平ベルトをその中央に保つためにやや凸面にしておくことが多い。これを「クラウンプーリ」と呼ぶ。これは例えば、アップライト型掃除機でブラシを回転させるのに使われている。

 

ロープと滑車の滑車装置

 

ロープと滑車を使った滑車装置はロープを引っ張る線形な力(張力)を何らかの負荷に伝達して、その負荷を(重力に対抗して)引っ張ることを目的とする。単純機械の1つに数えられることが多い。単純な滑車装置では、摩擦を無視すれば機械的倍率を滑車の個数から計算できる。一方の端が固定されていないロープにかかる張力は一定であり、滑車と滑車の間に張っているロープをそれぞれ1本と数えると、機械的倍率は負荷を引っ張っているロープの本数に等しい。例えば下の図3では、ロープの一端が負荷に繋がっていて、そのロープで支えられた滑車も負荷に繋がっている。そのため、全部で3本のロープで負荷を支えていることになる。ロープの固定されていない端に100kgの張力をかければ、3本のロープそれぞれが100kgの力を発揮し、全体として300kgの負荷を支えることができる。つまり機械的倍率は3である。負荷にかかる力は機械的倍率によって増加する。しかし、その負荷を移動させる場合、ロープの固定されていない端を引っ張った距離に対して負荷自体が移動する距離は逆に短くなる。大きな負荷を支えられるロープよりも細いケーブルの方が扱いやすいことから、ウィンチで物を引っ張る際に滑車装置による機械的倍率を適用することがよくある(例えば、クレーンに見られる)。滑車装置は機械的倍率が整数になる唯一の単純機械である。実際には滑車の数が増えると装置全体の効率は低下する。これは装置内でケーブルと滑車の間や滑車の回転機構に生じる摩擦が主な原因である。滑車を誰がどこで発明したのかは分かっていない。滑車装置(複滑車)を初めて開発したのはアルキメデスだとプルタルコスが記している。プルタルコスによれば、アルキメデスは人を大勢乗せた戦艦を複滑車と自分の腕力だけで動かしたという。

 

種類

 

定滑車(ていかっしゃ)

 

滑車の軸が固定されている。すなわち、軸はその場に固定されているか、何らかの形で繋ぎとめられている。定滑車はロープにかかる力の方向を変えるのに使われる。ロープの重さを考えない場合、定滑車の機械的倍率は1である。すなわち、ロープの両端にかかる力は同じである。

 

動滑車(どうかっしゃ)

 

滑車の軸は固定されていない。すなわち、その軸は自由に移動できる。滑車とロープの重さを考えない場合、動滑車は機械的倍率を2にする。ロープの一端が固定されており、もう一方の端を引っ張るとその力の2倍の重さの物体を持ち上げることができる。

 

複滑車

 

定滑車と動滑車を組み合わせた滑車装置。それぞれの軸に複数の滑車があるものを block and tackle と呼び、さらに機械的に有利である。複合滑車で物を持ち上げる際の機械的倍率は2より大きい。

 

代表的な応用例

 

滑車はあくまでも歯車とは違い、円周部分に紐や帯(ベルト)状のものがはめ込まれる溝があるのが特徴で有る。古くから世界各地の汲み上げ式の比較的浅い水位の井戸の上屋に取り付けられ、釣瓶の縄をそこに通すことで釣瓶を引き上げやすくするなどに使われている。その他は釣り上げ式の城門や跳ね橋などにも利用されてきた。近年ではレコードプレーヤーのターンテーブルもゴムベルトによる駆動で回転させており、このターンテーブル自体も滑車とみなせる。また自動車に備えつけられている各種コンプレッサーやオルタネーターも、エンジンからの動力を滑車とベルトを使って伝えている場合もある。近年ではコグドベルトというベルトに歯の付いたものが開発され、それを受ける円盤は歯車と滑車の中間に位置する形状のものもある。また、溝の幅を機械制御で可変することにより、回転数を自由に変化させる滑車と、その動力を伝える金属製の鎖状のベルトの開発により、ある程度の回転数やトルクの幅しか持たない動力を、電気モーターのように使うことのできるものも開発されている(無段変速機も参照)。

 

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勝手創千界への

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2013年

6月

09日

勝手創千界から世界へ

この世界が持つ多くの問題への解決は待っていては果たせない

より良き社会を目指して我が「勝手自由なる提案」を創り上げていく

そして「勝手創千界」の描く世界から解決に向けての一歩を踏み出す

10 コメント

2013年

1月

01日

勝手にエネルギー論を構築する

人類の行く末は「エネルギー」を如何に獲得していくかである。

日本の社会も経済も「エネルギー問題」の解決抜きには語れない。

6 コメント

2012年

10月

02日

新しいエネルギー開発に向けて

「水危機」と「エネルギー危機」が目前に迫っている。この二つの「危機」だけでも「人類の生存基盤」の危機である。 一刻も早く、地球と人類にとって安全・安心な「自然エネルギー」「再生可能エネルギー」の開発が求められている。

10年、100年先の「危機管理」として、今から行動しなければ遅いことは明白だ。

「消費社会」から「循環社会」「持続可能社会」「自然共生社会」「エネルギー自立社会」へ向けての「意識改革」と「構造改革」が重要である。

7 コメント

2012年

7月

08日

新しい日本改造に向けて

国の言う「国民のための判断」が本当でないことが明らかにされているいま

国民の持つ価値観として、何が大事で何が大事でないかという判断や、ものごとの優先順位づけ、ものごとの重み付けの体系の価値判断から、3.11震災を契機にした「新しい価値観」と「国民全体の幸福度」についての「提言」が、いまこそ日本に必要である。

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2012年

6月

04日

勝手に発想法を研究する

差し迫る「少子高齢化の縮小社会への突入」「産業の空洞化」「エネルギー問題」「雇用問題」「財政問題」等々・・・日本社会が抱える問題は多岐に渡るが、政治や行政や官僚に「問題解決能力」の欠如が著しい。

さらに日本の技術を支える産業界や学界の「研究開発機関」においても「劣化」が進んでいる。

今こそ「フロンティア精神」と「新しい発想」が連動して「革新的なイノベーション技術」を生み出していくことが必要だ。

6 コメント

2012年

5月

01日

自然エネルギーと共に生きる

日本の自立と未来を切り開くためには、日本の国土に適合した再生可能エネルギーの社会が必要であり、最先端の日本技術を結集して「世界に誇れる日本」を創っていかなければならない。

15 コメント

2012年

4月

07日

勝手創千界から「尊敬される日本」へ

まず、現状のまま進行した100年後の日本の未来を想定し、その想定社会状況から、今必要な「方策」を考えてゆく視点が必要ではないかと思っています。新しい視点が必要です。

「勝手創千界」による「勝手な発想」が「脳内停止」状態の人々に「インパクト」を与えなくてはいけません。

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2012年

3月

11日

3.11震災から海上都市計画へ

3.11震災を契機として、日本という国家のもつ様々な問題点が明らかにされ、新しい国家像が求められている。たぶんこのままでは、さらに日本の解体状況は進んでいくだろう。ラブーン海上都市計画がひとつの方向性を提示できればと思う。

8 コメント

2012年

2月

19日

勝手に復興計画 in 石巻を提案

3.11震災からの新しきまちづくりとして「勝手に復興計画 in 石巻」を発進いたします。

6 コメント

2011年

12月

31日

ホームページ開設

3.11震災以降、如何にすれば「津波につよいまち」が可能なのか?考えてきました。

その「ひとつの答え」を提示できればと思います。実現に向けて多くの人の意見を求めています。

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