乳力学講座 −第１回−
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１．はじめに もう随分前の話ですけど、いつものようにネットサーフィンをしていて、こんなサイトを見つけました。自称マッドサイエンティストの私には、目からウロコのようなサイトです。しかも、200を超える研究の中で何度も連載されているのが、 オッパイ星人の力学 でした。 今回からお送りするこの「乳力学講座」は、元はたまたま私が似たような問題を扱っていて、そこからつらつらと考えているうちに体系化されてきたものなんですが、頭の片隅にここのサイトがあったことは事実で、特に、 - バスト曲線方程式 編- は結果を比較する意味でも大変参考になりました。まずこの講座を開設するにあたり、最初に敬意を表してここに紹介させていただいた次第です。
２．乳力学とは？ 乳力学とは、古典ニュートン力学に端を発し、I. M. Opaiski が乳静力学、乳動力学、乳レオロジーの３つを体系的にまとめたものです。これらは古典ニュートン力学に基づくもので、生化学的ファクター（細胞レベルでの成長、老化等）を扱えるものではありません。しかしながら、乳を材料力学的に取り扱い可能なものに単純化することにより、重力の影響やブラジャーの効用などを定量的に扱うことができるようになり、しかも直感と現実とを材料物性から結びつけることができることが可能となります。 今回私は、数式を使わない直感的な理解から、高校生の数学の知識で扱えるもの、それよりちょっと難しいものという具合にレベルをわけて、この乳力学を解説してみたいと思います。目的はあくまで「楽しむ」こと。 「乳を学ぶことは、乳を愛し、乳を慈しみ、乳を楽しむことだ。」 とOpaiski もその著書の巻頭言で述べています。さて、数式がウザかったらすっ飛ばしちまってください。そんなもの、理解しても何の役にも立ちませんからね。でも数式が分かりそうで、もしかして楽しめそうならちょっと紙と鉛筆を持ってみてもいいでしょう。あるいは、結果を見て自分の身近な乳と比べるなんてのも、理論物理学と実験物理学がどちらも重要であるように、非常に意義あることです。 とにかく、それぞれのスタンスで乳力学を楽しんでいただければ何よりなのであります。
３．乳は何故垂れるのか？ −乳静力学− やはり乳を語る上では、「サイズ」と「垂れ」の問題は非常に重要と言えましょう。よく、「重力に負けて」とか「垂れるほどないから」なんて言葉を耳にしますけど、この言葉を語れるあなたはもう立派な乳力学者なのです。まずは、簡単な乳モデルに基づいて、この乳が垂れるメカニズムを説明してみましょう。
図１は最も簡単な二次元流体乳モデルです。本来の乳の中身は流体ではありませんので、このモデルは現実に一致しない点がありますが、解析的（数式で表現し、解くことができること）に扱う上ではこのモデルが適しています。また、重力の影響による垂れを理解するのには十分でしょう。 さて、こいつを感覚的に理解するには、実は中学校くらいで習うバネばかり（図２）の知識で十分なのです。
おもりを吊るすとバネばかりは伸びますよね。このとき何が起こっているかっていうと、おもりは重力に従って下に落ちたいんです。ニュートンのリンゴが木から落ちるのを見て万有引力を発見した話と同じです。ですが、おもりが落ちようとするとバネが伸びます。でも、このバネは縮もうとしています。この おもりが落ちたい＝バネが縮みたい という釣り合いの点でおもりは止まるわけです。あ、数式を使ってしまいました（笑）。 さて、上の乳モデルの場合はどうでしょう。バネに相当するのは外側の伸縮性素材、おもりは中の水です。 すっごく乳が垂れている状態を想像して下さい。 外側の伸縮性素材がすごく長くなっているのが分かると思います。伸縮性素材とはバネそのものですから、この場合沢山伸びるほど縮みたくなるわけです。しかし、中身の水は下に落ちたい。この二つのバランスがちょうど釣り合った点で、乳の形が決まります。 例えば「張りがある」乳というのは、伸縮性素材が縮もうとする力が強いので、当然重力に逆らって乳は高い位置を保つことになります。強いバネならおもりをつけても大して下に下がらないのと同じなわけです。 あるいは、巨乳は中の水が多いので、それだけ下に落ちようとします。しかし、同時に巨乳であるということはそれだけ外側の伸縮性素材は伸びますよね。つまり、大きいと言うだけで張りも出てきます。さぁてこうなると、直感では説明しきれません。こんなときに、どうしても数式が必要になってくるわけです。 というわけで、次回はちょこっとだけ数式を使ってみましょう。数式が嫌いな方はさらっと眺めて面白くなければ飛ばしちまって下さい。でも、数式あるところに計算結果あり。結果だけでも楽しんでいただければ幸いでございます。
＜演習問題＞ |
