物理学者もお手上げ、カーリングの原理

カーリングのストーンはなぜあのように曲がるのか。他の物体と違うことはわかっているが、理由はまだわからない

ピョンチャン(平昌)冬季オリンピックのカーリング男子の表彰式では、優勝したアメリカ代表チームが表彰式で「女子カーリング」と書かれた金メダルを手渡される、という手違いがあった。だがカーリングにははるかに大きな驚きが秘められている。科学者さえ解明できない謎だ。

カーリングをよく知らない人のためにルールを簡単に説明すると、カーリングは1チーム4人で対戦し、両チームの選手が交互に長方形の氷上にストーン(石)を滑らせる。約40メートル先の「ハウス」と呼ばれる同心円の中心のより近くへ、より多く石を入れることができたチームが勝利する。カーリングという名称は、ストーンが氷上を滑る時、ボウリングの球がレーンを転がる時のように回転(カール)するのに由来する。

一体なぜ、大きさ直径約30センチ、重さ約20キロのストーンが、選手がブラシで氷の表面をこすることで狙った方向に曲がるのか。いまだに謎のままだ。

「異質なものほど人は興奮する。ストーンはその典型だ」と、カナダのバンクーバーアイランド大学の天文物理学者でスポーツ物理学を研究したレイ・ペナー教授は、米紙ウォール・ストリート・ジャーナルに語った。

ストーンが他の物体と決定的に違うのは、回転と同じ方向に曲がることだ。例えばボウリングの球は、反時計回りに回転をかけて滑らせると右に曲がる。だがストーンは反時計回り(左回転)に回転をかけると左に、時計回りなら右に曲がる。なぜか。説明を試みた理論は多数存在する。

中世からの謎

そのうちの1つ、「スティックスリップ摩擦論」は、氷上に広がる無数のペブル(氷の粒)に注目した。これを提唱した物理学者たちは、ストーンの底がペブルに接して生じた摩擦力に左右差が生じる結果、摩擦力の大きい方を軸にして回転方向と同じ方向に曲がる、と主張する。数学的な理論だが、全員が賛成というわけではない。この理論の提唱者は、回転速度に関わらずストーンは同じように曲がると言っているからだ。

もし「スティックスリップ摩擦論」が正しいなら、ストーンの回転が速いほど大きく曲がるはずだ、と航空宇宙学の元エンジニアであるマーク・デニーはウォール・ストリート・ジャーナルに語った。

「なぜストーンが曲がるのかに関して、自分も似たような理論を思いついたことがあるが、同様の理由で行き詰まった」と、デニーは言った。

もう1つの理論は、ストーンが氷と接触するのは底にある幅数ミリの輪の部分だけ、という点に注目。氷上を滑る際、輪の前方の部分は氷の表面に小さなかき痕を作りながら進む。その痕にストーン後方が誘導されていく結果、ストーンが回転方向と同じ方向に曲がる、と説明する。

カーリングは15~16世紀頃発祥といわれる古いスポーツだが、科学者たちはまだ、ストーンがなぜ曲がるのかという単純な理屈ひとつわかっていない。

カーリングの選手は、理論的に説明できないものをどうコントロールしているのだろう?
https://www.newsweekjapan.jp/stories/world/2018/02/post-9609.php

 


(この動画を見ると、なるほどストーンが他とは逆回転なのがわかります)

 

 

ピンク

液体の水は氷よりも密度が高いので、氷を溶かす圧力の増加と関係しているかもしれません。

しん

岩が時計回りに氷の向こうに向かって回転している場合、岩の左側が氷に(または反対方向に)向かい、その左側にもっと摩擦が生じます。岩石が氷(または同じ方向)と一緒に旋回しているため、岩石の右側に摩擦が少なくなるため、両岩の摩擦の差によって岩石が右に押し出される感じ???

まゆ八重歯

頭痛くなってきてわ。。。www

ピンク

マグヌス効果じゃないの?

マグヌス効果とは
液体や気体中で回転する円柱または球に力がはたらく物理学の現象である。
1852年にドイツの科学者ハインリッヒ・グスタフ・マグヌスがこの現象を確認したことから名付けられた。
ボールにカーブをかけることができるのは、この現象のおかげである

物理学の法則の一つに、「質点は、力が作用しない限り、静止または等速直線運動する」という慣性の法則がある。
ボールで説明すると、静止しているボールは外部から力を加えられない限り静止したままであり、動いているボールは外部から力を加えられない限り同じ方向に同じ速度で動き続けるという意味である。

なお、斜め上に向かって投げたボールの軌道が地面に向かって曲がっていくのは地球の重力、地面を転がしたボールがやがて止まるのは地面との摩擦力や空気抵抗がボールに働いているからである。

こし

めまいしてきたわ・・・

まゆ八重歯

ストーンに軽く回転かけてるから曲がるんでしょ。
何の不思議もない(笑)

こし

ストーンと曲がった

メットくん

ストーンから遠赤外線が出てて
氷を少しづつ溶かしながら進んでるんだろうな

http://kentrend.com
カグヤ

雪道を車で運転する時、ハンドルと逆方向に滑るって教えられたけど
カーリングはそうじゃないってことなんでしょ

ちび笑

超電導だな

こし

こする。
水があるから滑る。水がなければすべらない。織田裕二がタイヤのCMで言ってた。

ネコめがね(笑)

北半球と南半球では曲がり方が逆になる。

豆嘘知識な。

しん笑

マジっすか。ハリケーンと台風みたいなものなのね。つむじの向きが違うんだ。

ピエロ

ボウリングのカーブってそうだっけ?

目隠し

なんか違う気がするw
俺は右利きだから、リリースのとき自然に左回転がかかる。
しばらく真っ直ぐ転がって、ピン手前あたりで左に曲がる。
でないとポケットに入らないよね。

ピエロ

俺、ボーリングが気になって本文どうでもいい

まゆ八重歯

ボウリングもカーリングと同じように曲がると思いまーす

 

 

ジジ

一生懸命に念を送っているから曲がるのは不思議ではない

カグヤ

へー
まだまだ身近なところに謎はあるんだね
飛行機が飛ぶ理屈もよくわからないらしいしね

鳥仮面

氷の表面は平らではない。これに尽きるな。

仮面

そうゆうことやね。こするとその熱で溶けた水が凸凹を埋めるから滑性のあがるこすった
ほうに減速したくないストーンが曲がって距離が伸びるということだと俺は思う。

http://actnow.jp
ピンク

根本的に違う
擦るのは曲がらないようにするため
ストーンは速度が落ちると回転方向に曲がろうとする
基本はそれを制御するために擦ってるんだよ

モヒカン

気合の問題

ちび笑

勝手に仮設立てるだけで、誰も本気で実験してないだけだろ?

まゆ八重歯

回転方向に曲がって当然だと思うんだけど。
何が不思議なのか理解に苦しむ。

しん笑

不思議かどうかじゃなくて
それを物理的に証明出来てないんだよ

https://shingakunet.com
かんショート

ボーリングのボールもそうじゃないの?

ピンク

ボールのは転がって進むし、ストーンは氷滑って進むんだから、根本的に違う運動なんでないの?

https://shingakunet.com
モヒカン

へ~そうなんだ。こすると距離が伸びると思ってみてたわ。

しん笑

速度が落ちてストーンが曲がってこないようにするから
結果的に距離は伸びる

ピエロ

ボウリングが回転と逆方向に曲がるって初めて知った(´・ω・`)

こし

物理学は知らないけど、
女子選手が一生懸命こすってくれたら伸びるのは当然な気がするよね(*´ω`*)

ネコめがね(笑)

カーリングの選手は、理論的に説明できないものをどうコントロールしているのだろう?

モヒカン

あれはね、ラジコンで操作してるんだよね

まゆ八重歯

そだねー

こし

石は生きている

まゆ八重歯

そだねー

https://the-ans.jp
ネコめがねうひょ

ブラシの毛に秘密があるんじゃね??

メットくん

氷の表面がつるつる滑るのは大気に面した表面の氷が融けてるからだろ
表面の溶けだした薄く張った水を除水して道を作ってるだけだろ

かん(笑)

ちょっとなに言ってるかわからない

仮面

野球のカーブやシュートと同じ
摩擦の少ない空気中では回転した方向に曲がる

まゆ八重歯

このニュース見てから、テレビでチェックしたら、回転と同じ方向に曲がってたぞ。
野球のカーブとかと同じ曲がり方。

反対に曲がるって本当なの?

ピンク

気圧の変化もかんけいしてない?

鳥仮面

動体進行方向に、激しくふられる大きなホウキで、
気圧がさがり、引き込む力がうまれているだろ。

止まってる物体を動かすほどじゃないが、動いてる物体を多少引き込む効果はあるだろ。

こし

超高速回転の必殺技ができそうな気がする

ピエロ

回転方向に曲がるのは法則じゃなかったのか?
ドライヴかけて相手コートへ落ちるように入れるバレーのジャンピングサーヴや
卓球のスマッシュも同じだろ。
空気と触れているだけだが

目隠し

前方は滑りやすい
後方は滑りにくい
滑りにくい後方では左回転してると、ストーンは左に力が入る
違う??

まゆ八重歯

ブラシでこすったら、氷が溶けて、そこが滑るんじゃないの
簡単じゃん

ネコめがねうひょ

ケロリンのような桶だと確かに逆方向に曲がってんな
アレだろ、氷の上だと『ペブル(氷の粒)』とやらが下に敷き詰められた逆回転のギアのように機能するんだろ
かんたんじゃねえか

かん(笑)

擦ることで氷を溶かし、水の表面張力で曲がるとか?

ジジ

あれレール作ってるんじゃないの
あとはバレないように足で氷ぶつけてる

ピンク

ストーンだけじゃなくて、全ての固体が氷上では陸上と異なる挙動をするんよ
摩擦係数の大小だけでは説明つかない事が沢山あって、鍵は氷の液化と再固化
ってところまでしか解ってない

こし

念力

http://japanese.engadget.com
ジジ

単に氷との摩擦で引っかかった方に回転するし曲がるだけ

こし

似たような話で、
金平糖のトゲトゲがなぜ出来るかも未だ定説がないらしいな

ジジ

そりゃ 箒の力よ
あれで前でシャカシャカやって 進行上の空気乱して箒側へ吸い込むからだよ

メットくん

AIに任せろ

ネコめがねうひょ

まず氷がなぜスベるか解明してからの話しだろーな

こし

あ、頭のいい人たちがわ、解らないんなら
お、おでらがいくらが、頑張っても解るはずな、ないんだな

メットくん

「ヤッヤッ…イヤァアアアップ!」

って大声を上げると、ストーンがびっくりして
思わず曲がっちゃうんだよ

かん普通

摩擦で氷の表面に水ができるのとこすることで傾斜ができるから

こし

カリッと、サクッと、湖池屋ストーン

ピンク

カーリングのリンクはボコボコ
ツルツルならあんなに滑らないし曲がらない

ジジ

ストーンがすっ飛んだ

こし

スプーンも曲がるんだしいいんじゃないかな

http://jin115.com

 

 

メットくん

サッカーで無回転だとよく曲がることを知った時の驚き

まゆ八重歯

ヤップ、ヤップ、ヤップ
ヤ~ップ、ヤ~ップ、
ヤ゛~~~~~~~~ップ

https://twitter.com
こし

中身ルンバだからな

ジジ

ルンバ最強説

氷がなぜ滑るのか、実はまだわかっていない・・・

[複眼]