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融解理論の矛盾。

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ではこちらの件。

そもそも不完全な理論、でして。
以前書いたこちら。某ケミカル屋はスキーの潤滑原理について、「摩擦熱による溶け水」だとしてますが、この理論は広く普及している一方、矛盾もあり推測の域を出ないというのが真相。1.研究開始当初の背景スキーが良く滑る原理としては「雪とスキーの間の摩...

スキーの潤滑原理を摩擦熱による溶け水だと断言しているケミカル屋がいますが、

この理論は一般に広く浸透している一方、溶け水が観測されないなどあくまでも仮説モデル。

1.研究開始当初の背景
スキーが良く滑る原理としては「雪とスキーの間の摩擦熱により発生する水が潤滑剤の働きをする」という Bowden らの摩擦融解説が広く普及している。これはスキーが高速度で滑走しているときの摩擦係数が 0.05 程度或いはそれ以下であることを説明できる唯一の説である。さらに、摩擦によりスキー滑走面の温度が上昇することは測定されている。しかし、滑走界面の水は実際には観測されておらず、真実接触面積や雪との接点に於ける圧力等も推測の域を出ていない。
ところで、スキーは気温、雪質や雪表面の状態、或いはスキー滑走面の状態やワックスなどにより滑走性が異なる。そして、それらの影響を反映する物理量で、「唯一測定できるのは摩擦係数」である。
しかし、もともと小さな値である摩擦係数のしかもその僅かな変化を検出し原因解析することは不可能である。
しかし、多くのスキー関係者は高速度滑走という条件における支配的原理の候補と考えられる摩擦融解説を唯一の科学的根拠と信じ、用具の設計や材料の選択、スキー技術の研究に応用しようとしている。

KAKEN — 研究課題をさがす | 2009 年度 研究成果報告書 (KAKENHI-PROJECT-19500528)

なおこの研究は「溶け水理論」を完全否定するものとは解されない。
一方の条件下では溶け水が潤滑に関わる可能性は否定できないものの、要はここ。

摩擦によりスキー滑走面の温度が上昇することは測定されている。しかし、滑走界面の水は実際には観測されておらず、真実接触面積や雪との接点に於ける圧力等も推測の域を出ていない。

ところで溶け水理論には矛盾もあり、仮に溶け水により摩擦が下がるのならば、スキーを走らせるに従って溶け水により潤滑が上がると摩擦熱産生が下がる、つまり溶け水が減る結果に陥ることが指摘されてまして(とはいえ溶け水が減って摩擦が上がると再度摩擦熱産生から溶け水が増えるとも言えますが)、電気通信大学の仁木氏らの研究によると溶け水理論を使わなくても説明がつく可能性があるとしている。

(3)摩擦係数の荷重依存性
モデル・スキーの摩擦係数に荷重依存性が測定されなかったことから、今回の実験条件下すなわち、低温、低速度における小さな摩擦係数は摩擦融解による解け水の潤滑摩擦では無いと結論される。よって、低温で摩擦係数が小さくなる現象は、低温では凝着力が小さくなるためであると考えられる。

(5)スキー滑走原理の検討
-10 ℃程度の低温で、速度が極めて遅い場合に最も小さな μ 値を示す事を見出した(2)。 そして、その摩擦係数の値が、高速度で滑る実際のスキーの摩擦係数と同程度の大きさとなった。この事実は、実際のスキーにおいても、広く引用されている、摩擦融解説を考えなくても、スキーが特別に良く滑ることを説明出来る可能性が有ることを示唆している、とも言える。
摩擦現象のメカニズムが少しずつ理解されることにより、スノー・スポーツのみならず雪崩、屋根雪の落下や歩行者、自動車のスリップなどの安全対策に応用できるものと考えている。

KAKEN — 研究課題をさがす | 2009 年度 研究成果報告書 (KAKENHI-PROJECT-19500528)

溶け水理論はスキー潤滑原理の中で完全否定できるものではないにせよ、スキー潤滑原理の中では支配的な要素ではない可能性が高いことになる。

 

ところで自転車のチェーンワックスについては、各種試験により低摩擦なことが実際に観測されてまして、オイルより好成績を上げているものもある。
どこかのケミカル屋はチェーンワックスの潤滑原理を「摩擦熱による融解」と解釈してますが、そもそも自身が語ることと矛盾しているし、その発想だから無意味な試験をしちゃったんだな…と。

 

摩擦原理については諸説ありますが、彼のやっていることって結局のところ「リアル環境で低摩擦だと観測された事実を否定したいがための実験」でしかなくて、下手すると誤認惹起等の問題にすらなりえますが、

 

そんな考え方だから「シフトワイヤーにチェーンワックスを使ったら悪化した」という当たり前に悪化することにすら追従して「ワックスはダメ」と言いたいがためのネタにしてしまう。
まともな人なら「それは悪化して当然なので別問題」と指摘した上で話を展開するものですが、

 

ずいぶん偏りがあるんだなと。

 

ところでチェーンワックスがなぜ潤滑するか?
これについてはいろいろ資料を持ってますが、発狂したどこかのケミカル屋が珍説を語りそうなのであえて書きません。
何を語り出すか楽しみですよね。
しかし、溶け水理論にまつわる矛盾などは昔から指摘されているのに、溶け水だと断言している様子をみると彼が科学を語るのは厳しいのではないか?と疑わざるを得ない。
「簡単に5キロアップ事件」も含めればなおさら。

 

ところで、実際に低抵抗であることが観測されているのに、リアル環境とは程遠い条件において謎の実験をする意味がどこにあるのだろう。
その結果がどうであろうと、実際に観測された事実を帳消しにする効果はない。
とはいえどうせ「公的機関の研究員ガー」などと話をそらしたりするだけなのも予測されるので頭が痛くなる。


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