風船を割る科学

誰でも経験したことがあるでしょう。突然風船が破裂すると、私たちは思わず飛び上がってしまいます。

しかし、大きな音に対する私たち皆の集団的な恐怖と、破裂した風船による悲惨さを乗り越えると、実際に答えなければならない興味深い科学的な疑問がいくつかあります。

Physical Review Letters 誌に掲載された新しい研究で、研究者らは、風船内の圧力の大きさが風船の破裂の仕方に直接影響することを発見した。著者らは、実験を高速カメラで撮影し、非常にスローモーションで風船が破裂する様子を観察することができた。

風船を膨らませる際、風船の素材部分に圧力、つまり張力をかけ、吹き込んだ空気に風船を引き伸ばします。張力が低い場合 (たとえば、風船が完全に膨らんでいない場合)、風船は 1 つの長い音とともにきれいに破裂します。

しかし、風船に大量の空気が詰まっていると、ストレスが高まり、科学者たちはこれがまったく異なる結果を生み出すことを発見しました。その場合、鋭利な物体と前述の風船の組み合わせは、次のようになります。

あるいは、別の観点から言えば:

すごいでしょう？ 圧力の高い風船は、多くの異なる破片に砕け散ります。これは単なるパーティーのトリックにしか思えないかもしれませんが、ニューサイエンティスト誌は、研究者たちはこの発見をガラスや金属などのより脆い物体に適用し、突然の衝撃が加わっても砕けにくい素材を作りたいと考えていると伝えています。

それまでの間、自宅で風船実験に挑戦してみましょう。高速カメラがなくても、科学現象をリアルタイムで観察できます。しかし、実際に手を動かして実験する気がなければ、いつでもここで実験のビデオを見ることができます。