物理物理学・力学理科

5分でわかる「ブラジルナッツ効果」大きいナッツが落ちないのは何故?理系大卒ライターがわかりやすく解説

よぉ、桜木建二だ。大小様々な種類のナッツが入った「ミックスナッツ」。入っている容器を上下に振ると大きなナッツが上に集まってくる。ミックスナッツに入っている中で「ブラジルナッツ」が大抵は最も大きいことから、この現象を「ブラジルナッツ効果」と呼ぶ。大きなナッツほど重い、つまり下向きに働く重力が大きいはずなのになぜ上に集まってくるのだろうか。理系ライターのR175と解説していこう。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

R175

ライター/R175

関西のとある国立大の理系出身。学生時代は物理が得意で理科の教員免許持ち。ほぼ全てのジャンルで専門知識がない代わりに初心者に分かりやすい解説を強みとする。

ブラジルナッツ効果とは何か?

image by iStockphoto

大小さまざまな粒子が混ざった状態で上下に振動させると「大きいモノほど上に集まる」という現象のことを「ブラジルナッツ現象」と言います。なぜ、ブラジルナッツという名称がついているかというと、それは色々と種類のナッツが混ざった「ミックスナッツ」ではしばしば「ブラジルナッツ」が一番大きいことが多いところからきているそうです。

image by iStockphoto

上の写真に写る中で一番大きな実がブラジルナッツです。手のひらとのスケール感比較からブラジルナッツが大きめであることが伺えますね。しかし、大きなナッツほど重いはずです。なぜ上に集まるのでしょうか?

1.ミックスナッツの力学

1.ミックスナッツの力学

image by Study-Z編集部

ミックスナッツにはオレイン酸やパルミトレイン酸、オメガ3脂肪酸といった良質な脂肪分が含まれているもの。免疫力を上げたり、悪玉コレステロールを減らしたりナッツの種類によってさまざまな効能を持つものがあります。

今回はそんなミックスナッツを入れた容器内での力学を考えていきましょう。ナッツを円に置き換えて作図してみましょう。大小さまざまな円が作図されます。ナッツの密度は同じとみなせるため、半径が大きなナッツほど質量が大きい。つまり大きな重力が働き、下向きの力が大きいと言えます。しかし、これは容器を上下に振ったとき、「大きいナッツほど上に集まる」という「ブラジルナッツ効果」の逆をいく内容。不思議ですね。なぜ大きな重力が働くものがそれに逆らって上に集まるのでしょうか。

no-img2″>
 <figcaption class=桜木建二

ナッツに働く力を作図すると、大きいナッツほど下向きに大きな力が働くのが一目瞭然。なぜ、大きなナッツは重力に逆らって上に集まってくるのだろうか。理由は2つ考えられるぞ。

2.大きいナッツは落ちていかない?

大きさの異なる粒が混在する状態で上下に振ってみましょう。小さい粒は粒は合間を縫うようにして落下していくことが出来ますが、大きな粒は粒と粒の間を通れず、落下できません。実際にどれくらい落下確率は変わってくるのでしょうか。

簡単なモデルで計算してみましょう。

次のページを読む
1 2 3
Share:
R175