bird-bolas、広がるという動きが力学的に不思議

質問

おもちゃの科学３（日本評論社、戸田盛和著）に
「bird-bolas」
というのが紹介されていました。写真は、
http://www.north-slope.org/ihlc/_Utq/descip/bola/M245a.JPG

６本のヒモの先に石があって、ヒモの他の端は縛られています。その縛られたところを手に持って、頭の上でふりまわし、投げます。
すると、６本の石は互いに離れて広がり、直径１．５メートルの円盤状の空間を多いながら飛んでいき、鳥をつかまえることができる。
と書いています。
そして、
bird-bolasを投げたとき、いつでも広がるものだろうか、
と著者自身も疑問を投げかけています。

似たようなものに投げ縄や投げ網があるかもしれません。
広がるという動きが、力学的に不思議に思えるのですが、どう説明できるのでしょうか？
ご教授ください。

回答No.1

mydummy · ベストアンサー

広がるという動きが不思議に思える？

逆に考えるんだ。

6つの石を鷲掴みして投げたとき、
広がらせずに一点に集中させて投げつけることなんか不可能だ、と考えるんだ。

ユークリッド空間でニュートン力学が適用できるという前提を置けば、

(1)投げ出した時点で6つの石は近接した場所にある
(2)6つの石の初速ベクトルはわずかであってもすべて異なる。
(3)ヒモはいっぱいに伸びて張力がかかるまで影響を無視できるものとする

以上の3条件を前提に考えれば「6つの石の間の距離は必ず広がる」ということは容易に証明できることのように思うけれども。

ちなみに投網はおもりが特定の順番で放射状のベクトルを持つように投げなければならないので投げる前におもりの位置を調整しておく必要がある。
投げ縄は単に縄が固くしてあって、投げただけでは広がりを維持したまま、引っ張ったときだけしまるように縄自体にしかけがしてあるだけです。

お礼

たいへんよく理解できました。
感謝いたします。