PHLAT BALL(エントロピー弾性)

群馬県産業技術センターからの帰り道、前から欲しかった「フラットボールXT」を買うために前橋IC近くのトイザらスに立ち寄りました。クリスマス商品の入れ替え時期なのかいつもより品揃えが寂しいような気もします。小ぶりなJrも売っていましたが、やはり買うならXTでしょう。
帰社して開梱して投げてみましたが、こんな風にはなりません。


上手く球体に変形しないのです。ゴムが経年変化を起こしたのかな、とちょっとがっかりして、パッケージを見るとこの注意書きがあります。

「そのうちに」ってのはいつのことなのだろうか？その下にも注意書きあり。

それでフラットボールと一緒に朝風呂に入りました。まるで子供です。風呂から出て気がついた。球体の内部が濡れてしまったのです。仕方が無いのでガスストーブの吹き出し口に暫く置いて乾かしました。すると見事に弾性が蘇ります。
ボールの内部を観察すると吸盤が見えます。これでディスク→球体の変形する時間を調整しているのです。円周は６分割され、内部にはプラスチックのローラー状のパーツがあって、それを回り込むようにしてそりのついたゴムベルトで引っ張っているのです。よく考えられている、と感心しました。投げる前に内部の観察でも楽しめる製品です。

多くの物質は暖めると弾性率が下がります。言い換えれば柔らかくなるのですが、ゴムは違います。加硫ゴムが実用化されるより前に、イギリスの科学者ジョン・ゴフ(John Gough)は1806年に以下のようなゴムの性質を発見しています。
１)ゴムひもに錘を下げ、熱すると収縮する。冷やすと伸びる。
２)ゴムひもを唇につけ、急に引っ張ると暖かく感じる。
ゴムは非常に長い分子鎖からなり、これが複雑に絡み合っています。液体と同じように分子がミクロのブラウン運動をしているのです。温度が上がるとブラウン運動が活発になり張力が増大するのです。
ゴムを引っ張ると動きの可能な状態が減少し、つまりエントロピーが減少するので、エントロピーの大きい状態に戻ろうとする張力が発生するのです。ゴム弾性がエントロピー弾性と言われる所以です。ゴフの発見からゴム弾性が統計力学によって解明されるまで130年を要しました。

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