ドリンクの持ち運びも、これ1つで安心。絶対にこぼれないドリンクホルダー SpillNot 誕生!

ドリンクの持ち運びも、これ1つで安心。絶対にこぼれないドリンクホルダー SpillNot 誕生!

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こぼれないドリンクホルダー 『 SpillNot 』
これは、マジックではなく科学です!


家じゅうやソファへ、階段の昇降や寝室へ、ワークショップ、温室、倉庫、ガレージ、スタジオまたはオフィスの外へ、熱い飲み物や冷たい飲み物を、こぼすこと無く、誰もが簡単に運ぶことが出来る、信じられない発明品です。






SpilNot の魅力をご覧ください!
 
 

SpillNot info from Discover on Vimeo.

 

►► 安全第一

常識的に使用される場合、SpillNotはあなたの好きな飲​​み物を、こぼさずに運ぶことができます。
この素晴らしい発明は、マジックではなく物理学に基づいています。

[ 注意 ]
ぶつけたり、激しく振り回したり、積極的スピンをすると、飲み物がこぼれる可能性があります。
SpillNotの限界を試す事はとても楽しいですが、他の人に近づく前に慎重に練習してください。
まず屋外に出て、他の人とは離れ、ホットドリンクや破損しやすい容器を使用せずに練習して下さい。



►► 物理学

 

►  物理学を応用すれば、液体がカップからこぼれたりはねたりしません。

物理学を応用すれば、液体がカップからこぼれたりはねたりする事はありません。
SpillNotに乗せたカップは、例えグルグル振り回されても微動だにしないのです。
それはなぜか? 答えは、ループハンドル(糸のようなものと考えて下さい)がとてもフレキシブルで、カップに横加速度を伝えないからです。
傾けていない容器の縁から液体がこぼれる時、たいていの原因はこの横加速度にあるのです。
 
マグカップにコーヒーを入れて持ち歩いている時、コーヒーがこぼれるのは、カップに生じる水平加速度のせいで液面が大きく揺れるからです。
カップが動くと、液面に水平方向の力が生じるのです。
 
当たり前ですが、液体は力が加わると変形します。
そのため、水平方向の力を加えたカップの側面には液体の盛り上がりができます。
この盛り上がりがカップの縁よりも高くなると、液体はカップの外にこぼれ出るのです。

こぼれる前に力を加えるのをやめると、重力が液体を引き下げ、その反動でカップの反対側にまた液体の盛り上がりができます。
これ以上外部から力が加わらなければ、液面の振動は次第に弱まっていき、最終的には液面が水平になり平衡に達するのです。

しかし、カップに加える水平加速度が、たまたま上記の共振振動数と一致してしまう場合があります。
この場合発振の振幅が大きくなる為、カップに一度も大きな水平加速度を加えていなかったとしても、液体がこぼれてしまいます。


►  SpillNotのハンドル(糸の上端)に水平加速度を加えると何が起こるでしょう?

糸はとてもフレキシブルなので、横加速度はソーサーに伝わらず、カップに対して横方向の力は加わりません。
その代わり、糸の上端が水平に動くためソーサーとカップは反対側にわずかに移動し、糸はソーサーを経由してカップに力を加えます。
その力は常に糸の上端の方向を向いています。

SpillNotはこの力の方向がカップの縁と平行になるように設計されている為、液面に揺れが生じないようになっているのです。
同時に重力がソーサーとカップと液面を等しく引き下げ、糸の上端の水平加速度によって生じたスイングを打ち消します。

もっと簡単に言うと、スイングによってカップがソーサーから飛び出そうとする事はありませんし、カップの中の液体は揺れることもありません。
なぜなら、カップの側面に対して平行にかからない力は重力だけになり、重力は常にソーサーとカップと液体に平等に働くからです。

もしSpillNotを振り回して軌道の途中でカップが真下を向いたとしても、重力と逆の向きに働く遠心力によって液体がカップからこぼれ出ることはありません。
面白いことに、SpillNotの平らでねじれのないハンドルは、メビウスの帯そのものなのです。


►  力とベクトル、ニュートンの法則、そしてSpillNot

取っ手で蓋のない飲み物を直接運ぶ。
最初にカップの取っ手を持って歩いている人を思い浮かべてください。
その人が突然取っ手を左に動かし、カップに水平方向の力を加えてしまったとします。

 


すると、カップは水平方向に加えられた力と同じ向きに加速します。
液体に対してカップの壁面と垂直の方向に生じる垂直抗力 Fn はカップの加速によって増加し、液体を同じ方向に加速させます。

ニュートンの第三法則でいうところの Fn に対する反作用 Fl は、液体がカップに与える同じ大きさで逆向きの力です。
液体には鉛直下向きに重力 Fmg(質量×定数g)も働きます。

上記の左側の図のように、平常時の液面は重力 Fmg に対して垂直になっています。
しかし、カップが加速しているときの基準座標系を考えてみると、液体は複合して働く Fmg と Fl の支配下にあります。

この二つの力を考慮するため、ベクトルを加えて合力 Fnet を計算してみましょう。
Fmg と Fl を矢印にして組み合わせ、一方の始点からもう一方の終点までを結ぶ矢印が Fnet になります。
加速に対する反作用として、上記の右側の図のように、カップ内の液面が Fmg ではなく Fnet によって再調整されます。

Fl が大きくなればなるほど、カップが加速しているときの液面の傾きも大きくなります。
もし液面が一定以上傾き液面がカップ側面の高さを超えると、液体はカップの外にこぼれ出ます。


►  SpillNotで蓋のない飲み物を運ぶ

蓋のない飲み物をSpillNotで運ぶ場合を考えてみましょう。
カップの取っ手を突然動かすのではなく、SpillNotのハンドルに突然 Fh の力が加わったとします。

 

ハンドルはフレキシブルな帯ひもなので、引っ張る力にはとても強く、上記の図の Fn の方向に引っ張ったり力を加えたりすることができますが、トレイやカップには横加速度を生じません。
そのため Fh がハンドルに作用して左方向に加速を始めても、カップとトレイはあまり動かず、上図のように系全体を傾けることになります。

重力 Fmg と垂直抗力 Fn はカップと液体両方に作用します。
その合力である Fnet はハンドルに加えられた力 Fh と同じ方向になり、トレイとカップと液体を等しく加速させます。
そのためカップの基準座標系では、液体をこぼれさせる横加速度は生じないのです。

 


►► 私たちについて

私は個人的なプロジェクトとしてSpillNotを自分で考え、発明し、資金を出しました。
このアイデアは、カリフォルニア大学サンタクルーズ校で物理学専攻の学生として私が直面した数々の問題に触発され生まれたものです。
私はこれらのクールな物理概念に興味を持ち、実用的なアプリケーションに変換する方法を知りました。
その数年後にプロトタイプが完成し、最終的にSpillNotを製作し、世界中の人々から得られる肯定的な反応に驚いています。
私はSpillNotがあなたの最高の期待に応えられると確信しています。




ジョシュア ミルスタイン

 

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