現在2019年12月20日21時09分である。
麻友「最初から、本気?」
私「こういうことは、習慣として定着させた方が、良いから、飾らず、一気にやるよ」
結弦「お父さん、僕たちに、断りもなく」
若菜「いいことを、思いつくと、まっしぐらになるのが、お父さんですよね」
麻友「聞いてあげましょ」
私「何、のほほんと、構えてるんだよ。聞いてあげましょ、じゃなくて、麻友さんが、話すんじゃないか」
麻友「あっ、問題の答え?」
私「挑戦してみただろ」
麻友「『結婚をシミュレート(その26)』の、次の問題よね」
問題1.
整式とは,どんなものをいうか.
(『代数学辞典 上』問4.より)
麻友「説明しにくいのよね。 とか、 みたいなのよね。どういえば、いいのかしら、係数が整数の式かしら?」
私「『代数学辞典 上』の解答を、見せよう。
解
のように
「式の中の文字について加法,減法,乗法以外の演算を行わない式」をその文字についての整式という.
私「係数が、分数や小数でも、いいんだ。 みたいにね。ただ、 みたいなのは、分数式といって、整式ではない」
麻友「あらそうだったの。定義を理解するって、難しいわね」
若菜「お父さんの作った問題、長いですけど、面白いですね」
私「これは、放送大学にいたとき、小学生に分かる物理学の本を、書こうとしたとき、作った問題なんだ。
結弦「これが? 難し過ぎるよ」
問題2.
土星の写真を撮るのに、フラッシュをたくべきかという問題です。
地球から土星までの距離は、理科年表というものの天文部というところを開くと分かる。太陽から地球までの距離は大体150,000,000Kmで、太陽から土星までの距離が1,400,000,000Kmであるから、
1,400,000,000Km-150,000,000Km
=1,250,000,000Km
である。
しかし、それを知らなくとも、NASAが1977年9月に打ち上げた、ボイジャー1号機という惑星探査機が、木星に最接近したのが1979年3月、土星に最接近したのが1980年11月であることを知っているだけで、土星がどれほど遠いかが分かる。
ロケットというものは、発射の瞬間を見ていると、ゆっくり上っていくようだが、宇宙に出ると、新幹線よりも遙かに速い速さで飛んでいる。大体30Km/s位である。
30Km/sという速さは知らないものとしよう。ボイジャーが新幹線の速さ、つまり300Km/hで飛んで行ったとして、土星まで3年かかったものとしよう。
これら2つのこと
A.ボイジャーは土星まで3年かかった。
B.ボイジャーは300Km/hで飛んで行った。
という2つだけのことから、
「フラッシュをたいても土星は明るくならない。」
ということを証明せよ。
麻友「誘導にのって解くと、300Km/hで、3年。1年は、365日×24時間で、スマホで、8,760時間。だから、3年は8,760×3で、26,280時間」
麻友「時速300Kmの新幹線のスピードとしているから、300×26280Kmが、土星までの距離。一方、光は、秒速30万Kmだから、 で、フラッシュの光が行って帰るのに、52秒もかかる。カメラで写真撮るとき、そんなに、シャッター開いてない」
麻友「だから、フラッシュをたいても土星は明るくならない」
麻友「どうよ?」
結弦「ほとんど、無駄がないな。それに、スマホで計算できることも、証明されてる」
若菜「お母さん、中学、高校でも優秀だったの、納得です」
私「確かに、特待生だけある」
麻友「太郎さんの解答を見たいわ」
私「じゃあ、これ」
問題2.私の解答例
ボイジャーが時速300Kmで3年かかったのだから、
300Km/h×24h/日×365日/年×3年
=7,884,000Km
が、地球から土星までのおよその距離である。
光の速さは秒速30万Kmであるから、
7,884,000Km÷300,000Km/s
=26.28s
と、土星までフラッシュの光が届くまでの時間が求まる。
光が行って戻ってこなければカメラに写らないので、写真に写るためには、
26.28s×2=52.56s
の時間が必要である。
ところで、フィルムカメラのシャッタースピードというのはフラッシュをたくとき、大体1/80秒くらいである。
だが、そんなことを知らなくとも、デジカメで写真を撮るとき、シャッターボタンを押してから1秒以上モタモタしているデジカメなんて無いのは諸君も知っているだろう。1秒もかからず写真は撮れてしまうのである。
だから、シャッターボタンを押して、フラッシュが光って、それが土星に当たって土星を明るく照らし、その明るくなった映像が戻ってくるまでに、とっくにカメラの方はシャッターを閉じてしまっているのだ。
従って、フラッシュをたいても土星は明るくならない。
上で私は、
「フラッシュが光って、それが土星に当たって土星を明るく照らし」
と、書いたが、地球からフラッシュをたいても土星は全然明るくならない。
あの、ものすごく明るい太陽が照らしてさえ、土星はやっとあの程度の明るさにしかならないのだから。
これで、やっと諸君も納得できただろう。
最後に、蛇足になるがボイジャーについてもう少し書いておこう。ボイジャー1号機というのがあったのだから、当然ボイジャー2号機というのもあった。
実は、NASAは1号機よりも先に、1977年8月に2号機を打ち上げた。
しかし、途中で道草を食ったので、2号機が木星に最接近したのは、1979年7月であり、2号機が土星に最接近したのは、1981年8月であった。
道草を食ったのは、実はその後にもっと大仕事をするためであった。
1号機は木星と土星を調べただけだったが、2号機はその後1986年に天王星を調べ、1989年8月に海王星に最接近して、その衛星の写真などを地球に送ってきたのだ。
惑星というものはそれぞれに違う速さで太陽の周りを回っているので、うまいタイミングで飛んで行かないと、大接近するということが出来ないのだ。
2号機が道草を食っていたのは、このタイミングを合わせるためだったのである。
諸君は、ボイジャーなんていう昔の探査機のことは、余り知らなかったかも知れない。だが、こういう地道な探査の結果として、我々の太陽系のことは分かってきたのである。そのことは、覚えておいて欲しい。
麻友「これが、放送大学にいたときの最初の卒業論文案『小学生からの一般相対性理論(第1部第1章問題)(卒業論文第1稿).doc』なの?」
私「そう。今でも、左上の『私の文献』フォルダに眠っている。1カ所、間違っているみたい。ウィキペディアによると、ボイジャー1号と2号は、同じ日に打ち上げるつもりだったけど、当日1号がトラブル起こしたので、16日間遅れたというのが、順番が逆になった原因だということらしい」
若菜「数学の問題じゃないから、憶測だけで書くと、間違えることもありますね」
私「本来の結婚をシミュレートの本題に入れてないけど、せっかくの宇宙探査の素晴らしい話の後に、官能的な話を、持ってくるの、私の美学が許さないから、ここで、投稿する。いいね?」
麻友「美学って、そんなに、このブログに、命かけてるの?」
若菜「お父さんにとって、お母さんに、話しかける、唯一の手法ですから、命かけてるかも」
結弦「これって、普通だったら、ストーカーを疑われるけど、お母さんが、ちゃんと応えているから、周りも静観するしかないよな」
麻友「4年半過ぎて、ここまで、フレッシュなままって、半端じゃない。さっしーが、以前、テレヴィではっきりと、『恋愛禁止令の出ているAKBの女の子に、近付いてくる男の人って、ほんっと、頭おかしいと思うんですけどね』って、ぶちまけたけど、太郎さん、やっぱりちょっと、頭おかしい」
私「そう。おかしいんだよ。でも、この投稿したって、麻友さん痛くもかゆくもないだろ」
麻友「ちょっとは、グサッとくるかも」
私「ボケたって、突っ込んでやらないぞ。もうおしまい」
現在2019年12月21日18時30分である。おしまい。