つなぎ目が開いているのは工事の失敗？ 車や電車で橋を通ると、道路に細い継ぎ目があり、タイヤが通ると音や振動を感じることがあります。橋の上部構造は温度変化などで伸び縮みするため、端部に変形を受け止める仕組みが必要です。このため橋には伸縮装置が設けられます。 ただ穴を開けたままでは車が安全に通れません。金属やゴムなどを組み...

屋上のタンクは雨水をためている？ 建物の屋上に大きなタンクがある場合、それは雨水を集めるためとは限りません。建物へ飲用や生活用の水を届けるための高置水槽である場合があります。いったん高い所へ水を上げ、そこから重力を利用して各階へ配る方法です。 ただし現在の建物には、水槽を使わず配水管の圧力や増圧ポンプで直接給水する方式...

曲がった管は水の流れを悪くするだけ？ 洗面台の下をのぞくと、排水管がU字やS字のように曲がっている場合があります。水を早く流すだけならまっすぐな管のほうがよさそうですが、この曲がりには重要な役割があります。管の途中に少量の水を残し、下水側のにおいなどを室内へ上がりにくくするのです。 この仕組みを排水トラップと呼び、たま...

水がぶつかる音なの？ 洗濯機や蛇口を止めた直後、壁の中から「ドン」「コン」と音がすることがあります。すべての配管音が同じ原因ではありませんが、流れていた水を急に止めたときの圧力変化を水撃作用、またはウォーターハンマーと呼びます。 水は動いている間、運動量を持ちます。弁を急に閉めると流れが短時間で変化し、圧力の波が配管内...

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...

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...

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...

濡れていない道路の水たまり暑い日の道路の先が水たまりのように光り、近づくと消えてしまうことがあります。逃げ水は道路が濡れているのではなく、温度差によって光の進む道筋が変わる現象です。暑い日の遠い道路に水たまりが見える逃げ水は、必ずしも道路が濡れているわけではありません。地表近くの空気が強く暖められ、上の空気との温度差が...

太陽の輪と虹は別の現象薄い雲が広がる日に、太陽の周りに白っぽい大きな輪が見えることがあります。虹に似ていても、輪を生み出す粒子と光の進み方は異なります。薄い雲の向こうに太陽の周りを囲む光の輪が見えるとき、ハロと呼ばれる現象の可能性があります。虹と違い、太陽の方向を中心とした輪に見えることが特徴です。太陽そのものを直視す...