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絶妙なバランスを保つ「石積みアート」の科学

絶妙なバランスを保つ「石積みアート」の科学

SNSなどで物理法則を無視しているかのごとく石が積み上げられた写真を目にしたことはありませんか? 石積みアート、またはロックバランシングとも呼ばれ、中にはそれを専門に行うアーティストもいます。今回のYouTubeのサイエンス系動画チャンネル「SciShow」は、そんな石積みアートを成立させるための科学について解説します。

スピーカー
Olivia Gordon(オリビア・ゴードン) 氏
参照動画
How Do Those Rock Sculptures Stay Up?
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石積みアートの科学

オリビア・ゴードン氏 おそらく、これまでにソーシャルメディアで石が積み重ねられている写真(石積みアートの写真)が拡散しているのをみなさんはよく目にしたことがあるでしょう。 youtu.be-eyJV3obAMLs 巨大な石積みアートは、たいてい、巨大な石がより小さな石の上に積まれていたり、石のいくつかはおかしな角度に突き出ていたり、あたかもその石積みアートの存在自体が物理法則を破るかのように、不可能と思える作品もあるでしょう。 しかし、理論上は、どんな石も、大概その表面上でバランスをとることができるのです。いくつかの物理の原理、重心と平衡を利用すると良いのです。そして、大変な忍耐力も要されます。 物の重心とは、すべての質量と等価になる点のことです。つまり、重さのバランスが取れている点です。ですから、何かのバランスを取ろうとしているとき、実際にやっていることは重心を見つけることなのです。 物がバランスを取った状態を保つためには、その物の重心が、接触面と言われている部分の上にある必要があります。本質的に、直接に地面に触れている場所の上に重心はあるべきです。あるいは、1ヶ所以上が地面に触れている場合、例えば椅子のように4ヶ所が地面に触れている場合は、地面と接触のある点の全てを結んで交わった部分の上に重心が来なければいけません。 Fig1 そして、これがロックバランシング(石積み)の鍵なのです。 石を積んでいく時に、1つの小さな石が一番下にあり、より大きな石を上に置いてバランスをとろうとしているとします。大きな石を安定させるためには、大きな石の重心が小さな石との接触面の上に来るように、大きな石の位置を調整するだけです。 Fig2 本当に大きな大きな石で作業をする場合に比べれば言うのは簡単なことですけれども……。なぜなら、その石の位置をほんの少し動かしただけでも、その石の重心は大きく変わってしまうからです。そして、ここで平衡についても考慮しないといけなくなります。 もし、1つの石をおかしな方向に突き出させたい場合、その石の重心は接触面の上に無いかもしれません。 Fig3 けれども、2番目の石を他の石と反対の場所に置くと、2つの石を併せて考えた重心が接触面の上にくるようになります。 Fig4 そうやって、石が互いにバランスを保つことができるのです。 石積みの名人になるためには、これらの原則を心に留めておくことです。バランスをとって石を置こうとする際に、下の石の表面と接触する、なるべく互いに近い3点を探すと良いでしょう。そうすることでバランスをとって重心を持ってくる接触点の面積を広くすることができるのです。 そして、ただひたすら重心を正しい位置にもって来れるまで忍耐強く挑むだけです。石を手に入れるのは簡単なことですから、芸術と物理を一緒に実験したければ、あなた自身の石積みアートに挑戦してみてください。

  

SciShow

Hank Green(ハンク・グリーン)たちがサイエンスに関する話題をわかりやすく解説するYouTubeチャンネル。

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