ブーメランが戻ってくる理由は何ですか?

ブーメランは人類最古の空気より重い飛行発明の一つです。紀元前14世紀に生きたツタンカーメン王は膨大なブーメランのコレクションを所有しており、オーストラリアの先住民は少なくとも1万年前から狩猟や戦争でブーメランを使用していました。ポーランドのカルパティア山脈で発見された世界最古のブーメランは、2万年以上前のものと推定されています。

「ブーメランが回転するとき、片方の翼はもう片方の翼よりも速く空中を動きます」

人類学者の理論によれば、最初のブーメランは、ハンターがターゲットを素早く正確に殴り倒すために投げた重い発射物だったそうです。ブーメランはおそらく平らにした棒や動物の牙で作られ、投げた人のところに戻って来るようには作られていなかったようです。しかし、誰かが知らず知らずのうちに、ブーメランは回転するのにちょうどいい形に彫り込まれてしまったのです。幸運な偶然ですよね？

ダレン・タンはオックスフォード大学で物理学の博士課程に在籍しています。高校生の理科の生徒向けにブーメランに関するビデオを制作し、忍者スーツを着て「サイエンス・サムライ」として登場しました。ビデオでは、3 枚の厚紙を交差させてホッチキスで留め、中心から放射状に突き出るようにしてブーメランを作る方法を実演しています。

ブーメラン飛行に必要な揚力は、適切な翼設計によって生み出されると、カリフォルニア大学アーバイン校数学科で博士研究員として働くブーメラン愛好家のジョン・アーニー・エッサー氏は言う。「ブーメランの翼は、空中で回転しながら揚力を生み出すように設計されています」とエッサー氏は言う。「これは、翼の翼型、迎え角、翼下面の傾斜角によって決まります。」

しかし、ジャイロスコープの歳差運動と呼ばれる現象が、投げた人のところに戻ってきたブーメランを戻す鍵となる。「ブーメランが回転するとき、ブーメラン全体が前進するため、片方の翼は実際にはもう片方の翼よりも速く空中を移動しています」とタン氏は説明する。「上の翼が前方に回転すると、その翼にかかる揚力は大きくなり、その結果、不均衡な力が生じてブーメランが徐々に回転します」。ブーメランの両側の揚力の差が、ブーメランを回転させる一定のトルクを生み出します。ブーメランが空中を舞い上がり、徐々に円を描いて戻ってきます。

ヒント: ブーメランを本当に高く飛ばすには、ブーメランを垂直に持ち、しっかり回転させます。そして、狙う場所に注意してください。