卓巨

 

知之

 

伸也

 

知之

 

卓巨

 

伸也

 

伸也

 

 

伸也

 

 

伸也

 

 

伸也

 

 

伸也

 

 

 

 

 

 

 

千秋

 

 

千秋

 

 

千秋

 

 

千秋

 

 

千秋

 

 

千秋

 

 

 

千秋

 

 

千秋

 

 

千秋

千秋

 

 

 

 

千秋

 

 

千秋

 

 

千秋

 

G部隊

 

 

 

 

 

知之

 

 

 

知之

 

 

知之

 

 

知之

 

 

G部隊

 

 

知之

 

 

 

知之

 

 

知之

 

 

知之

 

 

知之

 

 

知之

 

 

知之

 

 

知之

 

 

 

知之

 

 

知之

 

知之

 

 

知之

 

 

知之

 

 

G部隊

 

 

 

知之

 

 

 

 

知之

 

 

 

 

 

 

 

知之

 

 

 

 

 

 

 

卓臣

 

 

卓臣

 

 

卓臣

 

 

卓臣

 

 

卓臣

 

 

卓臣

 

 

卓臣

 

 

卓巨

 

 

卓臣

 

 

 

 

 

 

 

孝弘

 

 

 

孝弘

 

 

 

 

 

孝弘

 

 

 

 

 

孝弘

 

 

孝弘

 

 

 

 

孝弘

 

孝弘

 

 

孝弘

 

 

孝弘

 

 

 

孝弘

 

 

孝弘

 

 

孝弘

 

 

孝弘

 

 

 

孝弘

 

 

 

孝弘

 

 

孝弘

 

 

 

 

 

 

和人

 

 

 

和人

 

 

和人

 

 

和人

 

 

和人

 

 

 

和人

 

 

 

和人

 

 

和人

 

 

 

和人

 

 

 

和人

 

 

和人

 

和人

 

 

和人

 

 

 

和人

 

 

 

 

 

 

和人

 

 

和人

 

 

和人

 

 

 

和人

 

 

和人

 

 

和人

 

 

 

 

和人

 

 

 

 

和人

 

 

和人

 

 

 

和人

 

 

和人

 

和人

 

 

和人

 

 

 

 

千秋

 

 

千秋

 

 

 

千秋

 

 

千秋

 

 

千秋

 

 

 

 

千秋

 

 

 

千秋

 

 

 

千秋

 

千秋

 

 

 

千秋

 

 

千秋

 

2人

 

 

 

===オープニング===

 

(輪ゴムでっぽうで遊ぶグラサン部隊)

 

(ものかげに隠れて伸也を狙う)・・・アニキ、今がチャンスです!

 

わかった!俺が行く!(突然飛び出し、伸也を両手で狙う)っ覚悟っ!

 

(振り向きざまに輪ゴムを発砲)

 

(大げさに撃たれた仕草)・・・

 

(知之に駆け寄る)アニキィ〜〜!!

 

(かっこつけて銃口を吹く仕草、そして背後の異変に気付く仕草)

 

・・・っそこっっっ!!!(輪ゴムでっぽうをすかさず発砲)

 

(ひょっこり登場、撃たれてきょとんとする)・・・???・・・

 

(グラサンはずして)ちょっとー、金さん、雰囲気ぶち壊しじゃん!

 

え?

 

だめだよー、撃たれたら、倒れてくれなくちゃ

 

え?え?

 

おわり、おわり、なんだか、しらけちゃったー、まじめに実験しようっ!

 

ちょっとちょっとー、これから番組はじまるんだけど?

 

あ、そう。はーい、次回もお楽しみに〜♪またねー

(ぞろぞろ立ち去るグラサン部隊)

 

(落ちてる輪ゴムをひろい、びよんびよんさせながら)

・・・困ったなあ、いじけちゃったよ

 

===ゴムとプラスチック

 

(輪ゴムをびよんびよんさせながら座っている) ・・・・

 

(生協のポリ袋をぶら下げて)こんにちはー、何やってるの?

 

(輪ゴムをびよんびよんさせながら)あー、千秋ちゃん、よかったー

 

(隣に座って)そういえば今回のテーマはゴムだよね、教えてもらった?

 

(輪ゴムをびよんびよんさせながら)ううん。みんな逃げちゃった・・ぐすん

 

今、遊んでるの、ゴムだよね?

 

ああ、これ、そだねー

 

金さん、ゴムとプラスチックの違いわかる?

 

ええ?なんだろう?

 

ゴム、ひっぱってみて?

 

びよんびよん                     ※手元実演インサート

 

(手渡しながら)今度はポリ袋。ひっぱってみて

 

うにょーん・・・                   ※手元実演インサート

あ、違う。ゴムはびよんびよんでポリ袋はうにょーんだ

 

ゴムは形が元に戻るけど、ポリ袋は形がもとに戻らない  ※比較画面インサート

 

なるほどー、びよんびよん、うにょーん

 

形が元に戻る変形を弾性変形といいます

 

男性変形!!!?ははあ、じゃ形が元に戻らない変形は女性変形?

 

もー! ちがうよ。

形が元に戻らない変形は女性変形じゃなくて、塑性変形。

まちがわないように英語で言うね、形が元に戻らない塑性変形はプラスチック・デフォーメーション。   ※セリフ長いけどがんばって!!

 

プラスチック?プラスチックのプラスチック?

 

そだよ。プラスチックっていうのはもともと形を自由に変えられるって意味。

 

へえ、じゃあ弾性変形は英語でなんていうの?

 

(カメラ目線で)エラスティック・デフォーメーション!

 

エロ・・・(鼻の下を伸ばす)

 

(ドン引きのしぐさ)ちょっとー、(ふりむいて)誰か助けてー

 

(グラサン部隊が湧いて出て輪ゴムでっぽうの銃口を金さんにつきつける)

 

わわ・・・(お手上げ)

 

 

===フックの法則と弾性限界(降伏点)

 

(輪ゴムでっぽうの銃口をつきつけたまま)

ゴムの勉強に来たのかと思ったら、うちの姉さんに鼻の下伸ばしやがって

 

いや、決してそんなつもりじゃ・・・

 

弾性変形、英語で言ってみろ!

 

エロ・・・(鼻の下を伸ばさずに真面目な顔で)

 

(輪ゴムでっぽうの銃口をさらにつきつけ)くぉらっ!学問なめてんのか?

 

ひえっ、決してそんなつもりは・・・

 

そういうんなら、態度で示してもらおうか?

ただいまより、エラスティック・リミットの実験をやってもらおうと思う!

どうだ、みんな?

(輪ゴムでっぽうの銃口をつきつけたままうなずく)

 

エラスティック・リミット?

 

弾性限界、降伏点とも呼ばれる。弾性変形から塑性変形へ移行する点。

さあ、だんな輪ゴム持って。

 

男性限界?(シブシブ輪ゴムをもつ)

 

はい、ひっぱる

 

びよーん

 

はい、もっと力を入れてひっぱる

 

びよよよーん

 

力を入れればいれるほど伸びるだろ?

 

うんうん

 

入れた力と輪ゴムがもとに戻ろうとする力はつりあっている ※手元実演インサート

 

ほうほう

 

輪ゴムがもとに戻ろうとする力、弾性力は、伸びにほぼ比例する

 

むむ?

 

これをフックの法則という

 

むむむ?

 

つまり、形がもとにもどる、弾性変形、エラスティック・デフォーメーションだ

(インサート部分からここまで、読みでOK)

 

むむむむ?

 

はい、もっともっと力を入れてひっぱる!

 

ええ、ちょっとちょっと、切れちゃうよ?

 

切れるということは、形がもとに戻らなくなるってことだよな?

ああ、はい

 

つまり、塑性変形だ。プラスチック・デフォーメンション

 

なるほど

 

はい、だから、もっと力を入れてひっぱる!!

 

(痛そうに)え、切れたら痛いよ

 

学問の道は険しいのだ。弾性変形から塑性変形へ移行する点をじっくり体感してもらおうじゃねえか? な!みんな!

 

(一斉に輪ゴムでっぽうの銃口をつきつける)

 

わー!わかりましたよ!

(悲痛な表情で覚悟を決めて引っ張ろうとする)

 

ちょっとまった!(G部隊は銃口を下げる)

よーし、学問に対する姿勢はよくわかった。

(グラサンとって笑顔になって)でもひとつ忘れてるぜ!

 

え?

 

(軍手をさしだす)どんな逆境にあってもやっぱり実験は安全第一!

そしてその安全を優先する勇気!危険が予見されたらその対策を!そこんとこヨロシク!(カメラ目線)

 

(輪ゴムの破断実験)※実演インサート

 

そっかー、伸びてももとに戻るまでが弾性変形、そこまでは力と伸びがほぼ比例して、そしてその弾性変形の限界を超えると切れちゃうんだ

 

そのとおり

 

 

ゴムとプラスチックの大きな違いは弾性変形するかどうかだったんだ!

 

 

 

===スーパーボール

 

(スーパーボールを弾ませて遊ぶ)ぼよん、ぼよん

 

あ、おもしろそう! 貸して、貸して!

 

(別のスーパーボールを渡して)はい。どうぞ!

 

(ウキウキしながらボールを落として)・・ぼよん・・・え、何これ?

 

何ってゴムですよ?

 

だってこれ弾まないじゃない?

 

ゴムの弾性を思い通りに設計してこそ工学部ですから

 

そんなことできるんだ

 

ゴムの弾性を変えて設計したボールを弾ませてみましょう、まずはコレ、ピンク

 

おー、ぼよん、ぼよん、ぼよん・・・ ※手元実演インサート

 

次はコレ、青

 

む?ぼよん、ぼて、ぼて・・・    ※手元実演インサート

 

次はコレ、緑

 

コトン?              ※手元実演インサート

 

次はコレ、黒

 

カン、キン、コンココ・・・     ※手元実演インサート

 

このボールは以前ぴかっとさいえんすに登場した先輩、瀧本さんの勤める協和合成株式会社が山形大学の教材にって特別にあつらえてくれたんですよ

 

すっごいなあ、こんな風に弾性をいろいろ設計できるんだ、いったいどういうことなんだろう?

 

 

===エントロピー弾性

 

つぎは、ゴムが伸び縮みするしくみを勉強しよう。ゴムの弾性はね、

エントロピー弾性といって、バネのエネルギー弾性とは違うんだ

 

エントロピー弾性?

 

(輪ゴムを伸ばしながら)

こうやって輪ゴムを引き伸ばすと、ゴムの高分子が規則正しく配列する

 

アニメーション解説

 

分子が行儀よくならぶわけね

 

(輪ゴム伸ばしたまま)

でも行儀よくするのは疲れるじゃない、やっぱ分子だって遊びたいわけ

 

(カメラみて)くくく、グラサン部隊みたい・・・

 

(イメージ映像:千秋ちゃんの後ろで一列に並ぶG部隊)

 

(輪ゴム伸ばしたまま)なんか言った?

 

いえ(笑)。 はい、たしかに行儀よくするより、だらけたい

 

(伸ばした輪ゴムをもどしながら) で、力を抜くと、もとに戻る、と

 

(イメージ映像:千秋ちゃんが去った後、一気にだらけるG部隊)

 

おもしろい!人間みたいだねー。でも、分子の配列なんて見えないよ?

 

サーモグラフィーでみてみましょう。

 

今、輪ゴムと周りの温度はほぼ同じ温度だよね (以下読みでOK)

 

はい、たしかに

 

これを伸ばす! 

 

ああ、温度が上がった!

 

ゴムの高分子が規則正しく配列するのに、周囲に熱エネルギーを放出したんだ

(ここまで読みでOK)

 

教室に先生がやってきたので、学生があわててマンガ本をゴミ箱に捨てたかんじ

 

今度はこれをもとに戻す

 

温度が下がった・・・

 

ゴムの高分子の配列が再び乱れるのに、周囲から熱エネルギーを吸収したんだ

 

教室から先生いなくなったので、学生がまたマンガ本を買ってきたかんじ

 

これがゴムのエントロピー弾性

 

つまりたるんだゴムはマンガ読んで遊んでる学生ってかんじ

 

なんだかたとえが気になるなあ・・・遊んでる学生ばかりじゃないよ

 

遊ばない学生もおおい、と・・・ん?

でも、遊ばないとゴム弾性が出てこないんじゃないの?

 

うん、つまり学生・・じゃなかった、分子の種類を選べば、ゴム弾性を制御できるってこと!

 

ああ、それで、ボールの弾み方を変えることができたんだ

 

ご明察!

 

ちなみに、孝弘君は遊んでる学生?

 

まさか!僕なんか、マンガ本より科学雑誌を愛読してるからね!はははははー

 

(孝弘の後ろ姿:マンガ本を隠している)

 

 

===ゴムシートの構成則測定(飯塚研)

 

(ゴムベルトを持って)わたしたちの研究室では、構成則を適切に選んでFEMを行うことで、切れないゴムベルトの研究を行っています

 

ゴムベルト?  ※手に持ったゴムベルト アップ

 

オートバイや車の無段階変速機で動力を伝える大切な部品です

 

なるほど、切れたら事故にもつながるね

 

そうなんです、オートバイや車を安心して使ってもらえるよう研究してます

 

ほぉー。 で、さっき言ってた構成則って何?

 

ひらたく言えば、ゴムの弾性力と伸びの関係

 

ああ、フックの法則!

 

よく勉強していますね。でも厳密にゴムの弾性力と伸びは比例しないんです。

そこでフックの法則のかわりに使うのが構成則。

 

そうなんだ、フックの法則の拡張版みたいなもんが要るんだ

 

ではここにゴムシートがあるので、引っ張り試験機でさっそく測ってみましょう

 

(引っ張り試験)   ※実験実演 

 

これが得られたグラフです。縦軸が弾性力、横軸が伸び率です(以下読みでOK)

 

たしかに直線ではないね

 

こういうデータをもとにして、いくつもの構成則が提案されています

 

===顕微鏡観察

 

実際に劣化したゴムベルトに、どんな亀裂が入っているのかを顕微鏡で調べます

※共同研究品のためサンプルのクローズアップは禁止

 

亀裂がはいったっていうことは、その部分で弾性限界を超えたってことだよね

 

その通りです。

 

その部分に弾性限界を超える力がかかったってことだね?

 

はいそうです。(ここまで読みで可)

 

でも劣化したゴムではそもそも弾性限界点が変化していることがあります

 

ははあ、それが古くなると劣化してボロボロになるってことなんだね

 

はい、設計寿命の範囲で切れないゴムベルトを作るには、どこにどんな力がかかるかを調べることがとても大切なんです

 

ゴムの内部で亀裂が生じることもある?

 

そうです。そしてそれを測るのはX線CTです

 

X線CTってあの医療に使う?

 

 

 

===CT測定(メンテの終わる17:00以降収録)

 

こちらが、そのX線CTです。ここにサンプルを入れます

 

ふむふむ

 

このアームが回っていろいろな角度からX線画像を撮影して、コンピュータで再構成して断面画像を得るわけです。(読みで可)

                     ※機械アップインサート

なるほど(読みで可)   

さっそく撮影してみますね

 

(CT測定)              ※実演シーンインサート

 

そうして得られた画像がこちら (読みで可)     ※画像インサート

 

なるほど。こうやってゴムベルト内部に生じた亀裂も確実に観察できるわけだね

 

はい、その通りです (ここまで読みで可)

 

亀裂の観察はできたけど、これだけじゃどこに力がかかったかわからないねよ?

 

それをやるのがFEM、有限要素法によるコンピュータ解析です

 

 

===FEM解析の説明

 

ゴムベルトを細かい点の集まりとして表現し、そこに構成則と微分方程式を組み合わせて、ゴムベルトのどの部分にどんな力がかかるかを計算によって弾き出します

 

ほほう、点で表現ね・・・。このゴムベルトで何個ぐらいの点?

 

26600点

 

あは、そりゃコンピュータ要るわ・・・

 

たとえば、このあたりに応力が集中してますね

 

 

なるほど、その応力が弾性限界より小さければ亀裂ができないってことなんだね

 

その通りです

 

すごいなあ、FEM解析!

 

ありがとうございます

 

(ナイショ話っぽく)あのさあ、今はいてるパンツのゴムが緩んできててさ・・・

は?

 

いつゴムが切れるか不安だから、計算できない?

 

(ガクッ)

 

 

===エンディング===

 

(お菓子を差し出して)はい、お疲れ様ー、甘いものでもいかが?

 

ありがとう

 

(ガムを手にとって)そうそう、このチューイングガムね、もともとは

オランダ語のゴムから来たみたい

           

へえー 

 

ちなみに、ゴムは英語でラバー。卓球のラケットなんかだとラバーって言うね

 

たしかに

 

このグミはドイツ語。やっぱりオランダ語のゴムから来たみたいね(読みで可)

                       グミ アップ

へー!  (読みで可)

 

生活でもいたるところで使われているゴム。コンパクト式ケータイのキーボード、石油を出すときに使うゴム手袋!(金さんを見る)

 

(目線は千秋ちゃんからカメラへ)ああ、この季節だと、雪道を走るときに使うスタッドレスタイヤ!

 

あれは、路面とタイヤの間にできる水膜を吸収することで、滑らないように工夫されているの

 

そうなんだ

 

よくみるとタイヤ表面のブロックに細かい溝、サイプが刻まれていて、これが変形して隙間に水膜を吸収する仕組みね     ※スタッドレスタイヤ アップ

 

あっ!弾性変形!

 

よくおぼえたね!各社サイプの形には工夫が施されているの。

 

(こっから読みで可)接地面積を拡大するために人工衛星の太陽電池パネルに使われたミウラ折りをサイプに採用してるところもあるよ  ※ミウラ折りインサート

 

(ミウラ折りを見せながら)ミウラ折りサイプ!

 

でもね、やっぱり安全を支えるのは一人ひとりの意識が大事!

 

遅刻して先生に怒られることを恐れるより、安全を優先する勇気、だね!

 

ん?ちょっと違うような・・・ま、いっか!

 

それじゃ、雪道運転気をつけて、いつもご安全にー♪

※「ご安全に」は工場で一般に使われる挨拶です

 

 

 

 

 

細かく

カット割りします。

 

2st

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1stに

寄る

 

 

 

2stサイズ

 

千秋入って来てとなりに座る

 

 

 

1st

 

2st

 

 

 

 

 

 

 

 

 

別撮インサート

 

2st

 

別撮インサート

2st

 

別撮比較

インサート

 

2st

 

 

 

 

1st

 

 

 

2st

 

 

 

 

 

1st

 

2st

 

1st

 

広め

 

 

 

 

 

千秋ちゃん

いない状態

2st

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1stから

引いてG部隊込み

 

 

1st

 

2st

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

別撮インサート

実演にTL

補足

 

 

2st

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1st

 

 

広め

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

軍手から引いて2st

 

 

別撮インサート

 

2st

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2stサイズ

金フレームイン

 

 

 

1st

 

2st

 

 

 

 

 

 

 

st

 

別撮インサート

 

1st

 

別撮インサート

 

1st

 

別撮インサート

 

1st

 

別撮インサート

 

2st

(適宜インサートするかも)

 

 

 

 

 

 

2st

 

 

 

 

 

1st

全画面インサート

 

2st

 

 

 

 

 

 

別撮インサート

 

2st

 

 

 

1st

 

別撮インサート

 

2st

 

 

 

サーモ画面

 

 

2st

 

サーモ画面

 

2st

 

 

 

 

 

1st

 

 

2st

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

後ろ姿

インサート

 

 

 

1st

 

 

別撮インサート

 

2st

 

 

 

 

 

1st

 

2st

 

 

 

 

 

 

 

 

1st

 

実演インサート

 

グラフ画面

 

 

 

顕微鏡で調べてる風景

1st

 

2st

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1st

 

 

 

 

 

機械込み

2st

 

 

機械アップ

 

 

 

1st

測定シーン

インサート

 

画像インサート

 

2st

 

 

 

 

 

 

1st

 

 

 

2st

 

 

 

 

 

コンピュータ

画面?

 

2st

 

 

 

 

 

 

 

角度つけて

タイト2st

 

 

 

 

 

 

 

 

2st

 

 

 

1st

 

 

 

 

2st

 

 

 

別撮インサート

 

1st

 

 

1st

 

 

2st

 

 

 

 

別撮インサート

(後日撮)

 

2st

 

 

 

別撮インサート

 

 

2st