☆サイエンスクイズ3

cycloid

地球の中心を通る永久往復振動で、その速度は
  1)中心で最も速い
  2)中心で最も遅い
  3)地表で最も遅い
1)も3)も正解、要するにバネですから。
 
 ところで新幹線ができたころ東京ー大阪の所要時間は4時間くらい、今やのぞみは2時間半で走ります。リニアモーターができれば1時間くらい。ではその先は・・・・?
実はエネルギー0でチョー高速に走る方法があります。それは重力を利用、いわば巨大なジェットコースターです。重力が一定な場で2点を最短時間で結ぶ軌跡は何か?この問題はすでに300年前に解かれていて、答はサイクロイドという曲線です(赤)。決して直線(青)ではない。なんでもスイスのベルヌーイという数学者が全ヨーロッパの数学者に期限付きで問題を出して、4人の著名な数学者が正解を送ったそうです。そのうち1通の手紙には差出人の名がないけど、その道の人なら誰もが知っている紋章がついていた。それはニュートン、勤務(当時彼はケンブリッジ大学教授と造幣局長官を兼務)から帰宅して1晩で解いたそうです。ここらはアヤシイ、伝説でしょう、きっと。ともあれベルヌーイの挑戦をまともに受けて立ったわけ、さすがですね。

 サイクロイドに沿っていけば距離 d ほど離れた2点の所要時間は√(2πd/g)となり、直線に沿うより短時間なんです。では東京ー大阪の所要時間は?
 1)10分
 2)30分
 3)60分

このプログラム1晩で作ったけど見にくいなぁ。原点は大阪、A点が東京です。サイクロイドカーブは地下を通るトンネルで、最も深いところで約250km。

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