水は水道管の中をどう進む？ 台所の蛇口を開けると水が流れ出ます。水は浄水場で処理され、配水池や給水所などを経て道路の下の配水管へ送られ、各家庭の給水管から蛇口へ届きます。途中にはポンプや弁、配水網があり、水をただ自然に流しているだけではありません。 蛇口から勢いよく出るのは、配管の中に水を押す圧力があるからです。水道局...

丸いのは飾りだけではない 道路には模様の付いたマンホールのふたがあります。町ごとに絵柄は違っても、よく使われる形は円です。地下の下水道などを点検するために人が出入りする開口部を覆うので、ふたが穴の中へ落ちにくいことが重要です。 丸いふたが丸い穴より少し大きい場合、ふたのどの向きを測っても直径が同じです。このため向きを変...

ボタンは青信号を直接つけるスイッチ？ 横断歩道の押しボタンを押しても、すぐに歩行者信号が青にならないことがあります。これはボタンが故障しているとは限りません。ボタンは一般に「歩行者が横断したい」という要求を信号の制御装置へ伝えるためのものです。 制御装置はその要求を受け、車の進行を止めても安全な切替え時刻を選びます。車...

信号は赤・青・黄を順番に出すだけ？ 交差点の信号は車や歩行者が同時に進んで衝突する危険を減らすための交通制御装置です。赤・青・黄という色を出すだけではなく、交差する方向の車をどの順番で進ませるか、曲がる車と歩く人がどこで交わるかを考えて動かします。 青が点灯している時間も、すべての交差点で同じではありません。交通量、道...

ブレーキの役割は速さを小さくすること 駅へ近づく電車が滑らかに減速するとき、車輪を強く挟んで止めるだけではありません。モーターを発電機として働かせる「回生ブレーキ」が利用される車両があります。走るときの運動エネルギーの一部を電気へ変えるため、省エネルギーに役立ちます。 ただし、電車には車輪やディスクへ摩擦を加えるブレー...

警報が鳴っても電車がまだ見えない理由 踏切の警報が鳴り始めたのに、列車がすぐには見えないことがあります。利用者にとっては長く感じますが、遮断機が下りるまでの時間と、下りてから列車が到達するまでの時間を確保しなければならないためです。列車の姿が見えるかどうかは、警報を始める条件ではありません。 警報は列車の接近を検知して...

外側と内側では走る距離が違う 円形のカーブを電車が通るとき、外側のレールは内側のレールより長くなります。二本のレールは平行に見えても、同心円のように曲がれば半径が違うためです。左右の車輪が同じ回転数のままでどう走るのか、ここに面白い疑問があります。 道路の自動車には左右の駆動輪の回転差を許す差動装置がありますが、一般的...

レールの上に載っているのは車輪のどの部分？ 駅で電車の車輪を見ると、丸い円盤が二本の細いレールに載っているように見えます。実際に車両の重さを主に支えているのは、車輪の外周にある「踏面」と呼ばれる部分です。レールの頭の上を踏面が転がることで、少ない抵抗で重い車両を移動させられます。 車輪の内側には、輪のように突き出した「...

気象庁の気温観測は地面から約1.5mの高さを標準とし、日射の影響を抑えた通風筒で空気の温度を測っています。地面の表面温度とは別の値です。天気予報の気温はどこで測る？同じ町でも、公園の日陰とアスファルトの駐車場では体感の暑さが違います。天気予報の「現在の気温」が町のすべての場所に同じ数字で当てはまるわけではありません。ア...

雨雲レーダーは写真ではないスマートフォンで色付きの雨雲レーダーを開くと、雨の強い所が赤や紫で示されることがあります。色は空の雲の実物の色ではなく、観測された電波の情報を数字に変換した表示です。雨雲レーダーのカラフルな地図は、上空から撮った雨雲の写真ではありません。レーダーは電波を発射し、雨や雪の粒子から戻ってきた信号を...