水中の爆発 (アラン・セイラーと学ぶ科学！) - Smarter Every Day 63：英語学習ノート

It's me Destin,

Destinです。

welcome back to Smarter every day.

Smarter Every Dayへようこそ。

So today I'm in California

今日はカリフォルニアに来ています。

and I have the great privilege of introducing the man フレーズ

そして、この方を紹介できることをとても光栄に思います。

Alan Sailer.

Alan Sailerさんです。

Hello.

こんにちは。

Alan Sailer is, if you don't know,

ご存知ないかもしれませんが、Alan Sailerさんは

one of the best high speed photographers

現在このアートを手がける

that currently does the art.

最高峰のハイスピード写真家の一人です。

So I'm here in his garden back behind his house

今、彼の家の裏庭にいて、

and we're going to basically study explosions

爆竹を使って水中の爆発を

underwater with some firecrackers.

基本的に研究してみようと思います。

You typically do it with the high speed photography method, right?

普段はハイスピード撮影の手法でやっているんですよね？

Yeah, it's just a instant though.

ええ、でもほんの一瞬ですよ。

Instant of detonation

起爆の瞬間です。

and I'm really looking forward to seeing uh

だから私は、ええと、

time.

時間の経過を見るのが本当に楽しみなんです。

Yeah.

はい。

Exactly.

その通りです。

It's not just one moment.

ただの一瞬ではありません。

This is a M320 Miro Phantom camera

これはM320 Miro Phantomカメラですが、

and what do you hope to learn here?

これで何を学びたいですか？

I just want to be impressed. 意図と語調

ただただ感銘を受けたいです。

So uh do it.

では、ええと、やりましょう。

Three, two, one, zero.

3、2、1、ゼロ。

All right.

よし。

Pretty cool.

すごくかっこいい。

Let's look at the video.

映像を見てみましょう。

Oh, look at that ripple.

おお、あの波紋を見てください。

Yeah.

すごいですね。

Okay, so we decided we wanted a lower exposure time 語彙

さて、露出時間を短くして、

and also a higher frame rate.

フレームレートを高くすることにしました。

So what we're going to do is we're going to change the lens. 文法

ということで、レンズを交換します。

Three, two, one, zero.

3、2、1、ゼロ。

About 20 ft.

約20フィート（約6メートル）です。

Yeah.

はい。

Man, the uh

うわぁ、ええと、

I wonder if that was from impact or if

あれは衝撃によるものなのか、それとも

if the bottle itself... It sucks in.

ボトル自体が… 吸い込まれています。

There's cavitation that appears on the top

写真を見ると、

if you looked at the photograph.

上部にキャビテーションが現れています。

Yeah?

本当ですか？

Yeah.

ええ。

All right, let's just look at the video.

よし、映像を見てみましょう。

All right, I have a scientific mystery

さて、ここに科学的な謎があります。

that I need your help figuring out. 句動詞

皆さんに解明を手伝ってもらいたいんです。

Let's first define what an explosion is, right? 話の流れ

まず爆発とは何かを定義しましょう。

So basically it's a rapid formation of gas

基本的には、ガスの急速な形成であり、

and you have it contained in some type of mechanical device

それが何らかの機械的な装置に閉じ込められていて、

and it increases pressure

圧力が高まり、

and that mechanical restraining device will eventually fail

その機械的な拘束装置が最終的に耐えられなくなり、

and blow outwards, correct?

外側に吹き飛ぶ、で合ってますよね？

But here's the question.

でもここからが問題です。

After each shot, I would go find the bottle on the ground

撮影のたびに地面に落ちたボトルを探しに行くと、

and the bottle would be sucked in on the top 句動詞

ボトルの上部が内側に吸い込まれていたんです。

instead of blown out like you would think.

普通なら外側に膨らむはずなのに。

This is counterintuitive 語彙

これは直感に反しているので、

and we have to figure out why.

なぜそうなるのかを突き止める必要があります。

My theory is that as the bottle blows up on the bottom, 話の流れ

私の理論は、ボトルが底部で爆発すると、

it begins to shoot up like a rocket.

ロケットのように上に向かって発射し始めるというものです。

And when it does this, it starts to wrinkle like grandma legs

その際、おばあちゃんの脚のようにしわくちゃになり始めます。

if you can see it as it pushes the rest of the bottle forward.

それがボトルの残りの部分を前に押し出すのが見えると思います。

Now, the cap has more mass than the sidewalls of the bottle.

さて、キャップはボトルの側壁よりも質量があります。

So my theory was that the bottle was pushing the cap,

だから私の理論では、ボトルがキャップを押し出しているけれど、

but the cap weighs too much

キャップが重すぎるため、

and so the bottle is outrunning the cap. 語彙

ボトルがキャップを追い越しているのだと考えました。

Alan on the other hand disagreed with me. 話の流れ

しかし一方で、Alanは私に反対しました。

My position is that after detonation,

私の見解では、起爆後は

there's nothing but high pressure in the bottle. フレーズ

ボトル内には高圧しかないということです。

But Alan referenced me back to some of his photos from his Flickr stream.

でもAlanはFlickrの彼の写真を見るように言いました。

He always sees bubbles after detonation, always.

彼は起爆後、いつも気泡を目にするそうです。いつもです。

What causes bubbles to form in a liquid? 文法

何が液体の中に気泡を形成させるのでしょうか？

Of course, cavitation.

もちろん、キャビテーションです。

A phase diagram is a fancy chart that uses pressure and temperature 語彙

状態図というのは、圧力と温度を使って

to describe what state the matter should be in.

物質がどの状態にあるべきかを示す便利な図です。

We're located about right here, which is 23°C.

私たちは大体このあたり、つまり23℃にいます。

Now, there's only a couple of ways we can go from liquid over to vapor.

さて、液体から気体へ移行する方法はいくつかしかありません。

One is we can move along the right here and increase the temperature.

一つは、ここを右に進んで温度を上げることです。

I don't think we're heating the water up enough in order to do that. フレーズ

しかし、それをするほど水を加熱しているとは思えません。

So I would conclude that Alan is correct. 話の流れ

したがって、Alanが正しいと結論づけます。

I believe we are lowering the pressure enough 文法

私たちは圧力を十分に下げているため、

that we go beyond this vapor boundary and turn into vapor.

この蒸気境界を越えて気体になっているのだと思います。

And all we have to do to turn it back into a liquid is repressurize. 文法

そして再び液体に戻すには、再加圧するだけです。

Okay, let's look at the cavitation.

さて、キャビテーションを見てみましょう。

Immediately after detonation, we're seeing bubbles all over the bottle.

起爆直後、ボトルの至る所に気泡が見えます。

That's interesting, but 150 microseconds later on the next frame,

面白いですが、150マイクロ秒後の次のフレームでは、

all the bubbles seem to be confined in one area. 文法

すべての気泡が一箇所に集中しているように見えます。

Basically, the shock waves are bouncing off the sides of the cylindrical bottle on the inside 句動詞

基本的には、衝撃波が円柱形のボトルの内側の壁で跳ね返り、

and they're bouncing back toward each other

お互いに向かって跳ね返って、

and then they're interfering with each other 語彙

そして互いに干渉し合い、

and creating a low pressure spot.

低圧のスポットを作り出しているのです。

I think that's pretty cool

これはかなりかっこいいと思います。

because you can already see the cap beginning to suck in.

キャップがすでに吸い込まれ始めているのが見えるからです。

On the next frame,

次のフレームでは、

you can see what I call the wrinkly grandma leg effect. 話の流れ

私が「しわしわのおばあちゃんの脚効果」と呼ぶものが見えます。

Now, I think it's pretty interesting that the bubble is collapsing from the left to the right,

気泡が左から右へと崩壊していくのは非常に興味深いです。

which might mean that's a compression wave going towards the front of the bottle. 話の流れ

これは圧縮波がボトルの前方へ向かっていることを意味するかもしれません。

But what's confusing to me 文法

しかし私にとって不可解なのは、

is the cap of the bottle is still being sucked in.

ボトルのキャップがまだ吸い込まれ続けていることです。

So I convinced Alan to do a self-portrait with me,

そこで私はAlanを説得して自撮りを一緒に撮ってもらいました。

but what I didn't realize is this self-portrait would reveal more information 話の流れ

でも私は気づいていませんでした。この自撮り映像が

than any of the other videos.

他のどの動画よりも多くの情報を明らかにするということを。

At the point of detonation,

起爆の瞬間、

clearly we have high pressure in the bottle.

明らかにボトル内は高圧になっています。

Then you can see the lid suck in

次にキャップが吸い込まれるのが見え、

and then check that out, the lid shoots off. 意図と語調

そして見てください、キャップが吹き飛びます。

So that implies to me that you have low pressure and then high pressure. 話の流れ

これは私に、低圧になってから高圧になることを示唆しています。

Once the fluid is blown out of the bottom of that bottle, 文法

流体がボトルの底部から吹き飛ばされると、

it begins to pull fluid out of the top of the bottle with it.

ボトルの上部から流体を引き出し始めます。

So we have an oscillation in pressure. 語彙

つまり、圧力の振動が起きているのです。

Where have we seen something like that before? 話の流れ

以前、どこでこれと似たようなものを見たでしょうか？

Sometimes when I'm drinking with a straw,

時々、ストローで飲んでいるときに、

I like to put my finger over the end of the straw フレーズ

ストローの端に指を置いて

and bring the fluid up out of the cup.

カップから流体を持ち上げるのが好きなんです。

And then I'll release my finger

そして指を離して、

and watch what the liquid does.

液体がどうなるかを観察します。

It oscillates.

振動するんです。

That's pretty cool and I think that's caused by fluid momentum 語彙

これは面白いですね。流体の運動量、

or the inertia of the fluid itself.

あるいは流体自身の慣性が原因だと思います。

So this momentum effect of fluid applies to what we're doing too. フレーズ

つまり、流体のこの運動量効果が私たちの実験にも当てはまるのです。

As the fluid is blown out of the bottom of that bottle,

流体がボトルの底部から吹き飛ばされると、

you can see that it starts to pull liquid out of the top of the bottle

ボトルの上部から液体を引き出し始め、

and collapse the sidewalls of the bottle.

ボトルの側壁を崩壊させるのが見えます。

That's pretty cool too.

これもすごくかっこいいですね。

So seriously, thanks for your time.

真面目な話、時間を割いてくれてありがとうございます。

It's way more fun to think this through with you. 解説

あなたと一緒にこれを考えるのは、ずっと楽しいです。

Anyway, if you want the high speed footage,

とにかく、もしハイスピード映像が欲しければ、

feel free to download it. 意図と語調

自由にダウンロードしてください。

Draw me some pictures

絵を描いて、

and show me what you think the shock waves are doing on the video.

ビデオの中で衝撃波が何をしていると思うか教えてください。

This guy did it.

この人はそれをやってくれました。

I don't think he's exactly right,

完全に正しいとは思いませんが、

but he took a good stab at it. 慣用句

良い挑戦をしてくれました。

I'm Destin,

Destinでした。

you're getting smarter every day.

日々賢くなっていきますね。

Have a good one. フレーズ

良い一日を。

One, zero.

1、ゼロ。

By the way,

ちなみに、

Alan Sailer grows very good apricots.

Alan Sailerさんはとても美味しいアプリコットを育てています。

The Russians have developed a way to use

ロシア人は、キャビテーションを利用して

cavitation to create a bubble on the front of the torpedo.

魚雷の前方に気泡を作り出す方法を開発しました。

This is called super cavitation. 語彙

これはスーパーキャビテーションと呼ばれます。

If you fly the torpedo in that bubble,

その気泡の中で魚雷を飛ばせば、

you have way less drag and you can move that torpedo way fast.

抵抗がはるかに少なくなり、魚雷を信じられないほど速く移動させることができます。