こんにちは、けいタンです。
今回は身近に体感することがよくある氷に関する不思議なお話について考えていきましょう。
今回のテーマについて
氷の上はツルツルと滑りますよね。
私は南国のほうに生まれた人なので、あまり氷の上を歩くことはありませんが、
それでも氷の上はツルツルと滑ることは当たり前のごとく、知っています。
ですが、これはどうしてなのでしょうか？
そこで今回は、そんな「なぜ氷の上は滑りやすくなるのか？」という
比較的身近なテーマについて、科学的な観点からその原因を追究していきましょう！
では、Let’s science!（サイエンス！）
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ではまずは、今回の話の結論部分から始めていきます。
今回のテーマに対する解答
なぜ氷の上は滑りやすくなるのか？という疑問に対する簡単な模範解答は、
氷は踏まれると水になり、この水の膜が足を滑らすから
ということになります。
ではこのことについて、もう少しだけ詳しく見ていくことにしましょう。
氷と水の性質
融点と復水
そもそも氷には、圧力を加えると水になる性質があります。
また、固体である氷が液体である水になるときの温度を「融点」といいます。
ということは、氷に圧力がかかることで、この融点が低くなって氷が溶け始めるということですね！
そして、この現象を「復水」というのです。
なので氷の上を歩くと、この復水のはたらきで、瞬間的に足の下にうすい水の膜が生じるために、
氷の上は滑りやすくなっているのです。
滑りやすいものと滑りにくいもの
では、滑りやすいものと滑りにくいものの違いとは一体何でしょうか？
答えは簡単です。「摩擦」です。
つまり、滑りやすいものと滑りにくいものの違いは、摩擦の度合いによって生まれるというわけです。
ですから、私たちが普通の地面を転ばずに歩けるのは、私たちが履いてる靴にも地面にも
凹凸があり、それによって生じる摩擦が大きいからです。
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氷の表面の凹凸
氷の上が滑りやすいワケ
そしてもちろんのこと、氷の表面にも凹凸があります。
凹凸がありますが、氷の上を歩くときには、先ほど言ったように水の膜があります。
この水の膜によって、表面の凹凸が埋められて摩擦が減るのと、
水は液体で形が保てないために滑りやすくなるというのです。
ちなみにですが、冬季オリンピック種目の1つであるカーリングでも、
この復水の仕組みが使われています。
最近の研究から分かったこと
また最近の研究では、
氷の表面にはもともと水に近い状態の、うすい層があることも発見されています。
なので、氷が溶けない極寒の環境でも、氷の上で滑るのはそのためであるといえるでしょう。
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まとめ～復水による水の膜で足が滑る！
いかがだったでしょうか。
では今回も、最後にまとめをして終わりにしましょう。
確認しておくべき氷がツルツルする理由に関する6つのこと
- そもそも氷には、圧力を加えると水になる性質がある。
- 固体が液体になるときの温度を融点という。
- 氷に圧力がかかることで、融点が低くなって氷が溶け始める、この現象を復水という。
- 滑りやすいものと滑りにくいものの違いは、摩擦の度合いによって生まれる。
- 水の膜によって表面の凹凸が埋められて摩擦が減るのと、水は液体で形が保てないために、氷の上では滑りやすくなる。
- 氷の表面にはもともと水に近い状態の、うすい層があることが最近の研究で発見された。
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では今日はここまでです。最後までご覧くださりありがとうございました。
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また明日お会いしましょう。けいタン
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