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チョコレートの噴水は物理学のレッスンに最適です

チョコレートの噴水は魅惑的です。 そして、見た目が美しく、普通の食べ物をチョコレートで覆われた善に変えることができるものは、人類の偉大な業績の1つの候補です。 しかし、結局のところ、チョコレートの噴水は液体の物理学を探索するための貴重なツールでもあります。

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European Journal of Physicsに掲載された新しい論文で、ロンドンのユニバーシティカレッジの科学者は、溶融チョコレートのシートが真っ直ぐに跳ね返るのではなく噴水を転がすにつれて内側に傾斜する理由を調べました。 一見取るに足りないように見えますが、チョコレートの噴水は実際に、流体の動きの背後にある複雑な物理学を説明するための素晴らしいツールです、とメアリー・ベス・グリッグスはポピュラー・サイエンスに書いています。

溶融溶岩、ケチャップ、オーブレックのように、液体チョコレートは非ニュートン流体であり、水やある種のモーターオイルなどの物質とは異なって流れます。 これらの多くは(溶岩を除いて)楽しく遊ぶことができますが、これらの流体がどのように動くかを理解することは、若い物理学者にとって困難な場合があります。

「科学的観点から見ると、チョコレートファウンテンは非常にクールでおいしいという事実は別として、チョコレートファウンテンは非ニュートン流体への非常に優れた入門書を提供します。」 ワシントンポストのレイチェルフェルトマンに語る。 ある便利なデバイスでは、チョコレートの噴水が溶けたチョコレートを複数の異なる条件に強制します。

チョコレートファウンテンは、液体チョコレートを構造物の最上部まで汲み上げ、ドームの上から滴り落ち、シート内で次のドームにカスケードします。 最初のステップでは、圧力がチョコレートを重力に逆らって押し上げます。 2番目のステップでは、チョコレートが固体オブジェクト(ドーム)の上を流れるときに薄くなります。 最終ステップでは、表面張力により、ドームの縁に注がれる代わりに、チョコレートがドームの下に押し込まれ、シートに垂れ落ちます。

「それは楽しい問題に適用される深刻な数学です」とタウンゼントは声明で述べています。 「ここ数年、ロンドン周辺の数学濃縮イベントでそれについて話していました。数学がピタゴラスの定理以上のものであると納得できる人が1人だけいるなら、私は成功したでしょう。もちろん、同じ数学には他の多くの重要な産業で広く使用されていますが、チョコレートほどおいしいものはありません。」

科学的な成果は、時には犠牲になります。研究と彼の講義のデモンストレーションの間で、タウンゼントは100ポンド以上のチョコレートを買ったと信じています。 しかし、幸運なことに、空腹の学生は講義が終わったらお菓子を取り除くのを手伝って喜んでいたので、すべてのチョコレートが無駄になったわけではありません。

「数学があなたが期待していない場所にあることを彼らに知ってもらいたい、それは面白い、それを研究する価値がある」とタウンゼントはフェルトマンに語った。 「そして、講義でチョコレートの噴水を持っているのは素晴らしいことです。なぜなら、彼らは後で食べたいと思って出てきて、それから質問をするからです。」

チョコレートの噴水は物理学のレッスンに最適です