カウボーイの投げ縄と宇宙エレベータ
火踊りのバトンに燈された火はなぜ回転の接線方向にたなびいているのだろう。
宇宙（軌道）エレベータからカウンターウェイトをつけたテザー(カーボン繊維で作られた縄)をカウボーイの投げ縄のように振り回して宇宙の遠方へ地球と鉛直に伸ばすという説がある。わたしは到底できるとは思わない。きっと宇宙(軌道)エレベータでは２０人乗りかもっと大きい、遊園地の鎖ブランコのような振り回しでカウボーイの投げ縄のように振り回した竿の先からテザーが伸ばせると考えているのだろう。
宇宙(軌道)エレベータができるかどうかを考える前にまず、身近なカウボーイの投げ縄、それに類する投げ縄状の回転例を考えてみたい。サモアの火踊りのバトンに燈された火はなぜ回転の接線方向にたなびいているのだろう。
今回は、バトン末端に燈された二つの火が回転すると接線にたなびいているのはなぜかそれを教えて欲しい。
火踊りのバトンを見れば、回転中心から距離が伸びた炎が見られず、決して回転中心から伸びた炎は作れない。接線にたなびく炎はなぜできるのだろうか。教えて下さい。
たとえば振り回す姿と言えば、ポリネシアンショー・サモアの火踊りと、２０人乗り以上の、おおぜいの客をめいめいに、各々ぶら下げた遊園地の鎖ブランコ、カウボーイの投げ縄、ひとり縄跳びを事例として思い出す。
カウボーイの投げ縄を回す時には、頭上で伸ばした腕を大きく回し、ほぼ水平に縄を振り回して遠くまで縄を回す。カウボーイの腕は縄の先端よりかなり先回りした角度を進み(前進位相)、縄は腕の後について回るが、地面に擦れることなくまわる。カウボーイの投げ縄は勢いをつけだんだんとロープを伸ばすその手順がないと、一気に長すぎるロープは地面を這い、手に引きずられ足元に巻きつく。
手首の回転で縄を回すひとり縄跳びの縄でも、縄よりも手首の回転は前進位相をさせる。違いもある。でもカウボーイと違うやり方がある。
一人縄跳びでは大きく腕を伸ばして回しはじめ、すぐに腕を一気に折縮め手首だけの捻りにする。出だしの動作はカウボーイの投げ縄の徐々とは逆だ。逆の違いは縄を回すときの手順に段階があり、その段階で目立つ操作がどちらかを特徴づけて観察されているのだろう。たぶん本質は変わらないのだろう。
投げ縄と縄跳びに共通する要素は動力を伝える前進位相だ。前進位相がないと振り回せない。が、勢いのつけ方をみれば、徐々と一気と要素は逆だ。前進位相は２０度から５度ほどの間だ。
ところがサモアの火踊りを観察すると水平回転でも垂直回転でも炎は前進位相９０度を意味する接線方向にたなびいている。なんででしょう。教えて下さい。
たぶん宇宙(軌道)エレベータでカウンターウェイトを振り回して宇宙(軌道)エレベータの形状を鉛直に長い構造に整えたいという構想は、振り回す姿でいえば遊園地の大型鎖ブランコのイメージが似ているのでしょう。
遊園地のめいめいの客おおぜいを、其々にぶら下げたブランコは、回り出すとほとんど
前進位相の観察できない状況なのに、お客たちは高度を数メートル高く、振り回され、回転中心からの距離も増してブランコが回っていく。宇宙(軌道)エレベータでカウンターウェイトを振り回してテザーが伸ばせるという説を唱えるのはこの遊園地のブランコの姿を連想しているのだろう。
どこに違いがあるのか。サモアの火の舞が接線になる理由が分かれば明確になるのだろう。できない事もはっきりするだろう。
お礼
お返事ありがとうございます。 確かにそのとおりだと思います。 お互いに同じ力で前と後ろから引っ張られるんだから 動きようがないですよね。