リボンをまいた地球


ディスカバリーチャンネル 数字のいたずらより
問題

地球の外周ぴったりに
リボンを巻きます

この時の地球は真円とします

さて、リボンの途中を一部切ります
そこに1メートルリボンを付け加えます

この時、リボンを同時に持ち上げると
リボンはどれくらい高くあがるでしょうか?

こんな感じ

 

あなたは分かったかな?

たかさは1ミリ以下?
髪の毛よりも小さい?

 

この問題には罠がある!

 

まぁざっと説明するとだな

地球の半径をdとすると
その円周は 2dπ となる、学校でならったヤツだ

次に1メートル足した円周から
持ち上がる高さをxとすると、 2(d+x)π となる

そこから元の円周に戻すには2(d+x)π から 1メートルを引けばよいので
2(d+x)π-1 = 2dπ

という等式が成り立つはずなのだが
ここから持ち上がる高さxを求めると

x = 1 / 2π となって半径dが打ち消される

この計算では、答えは1/2π つまり 16cmほど上に上がる計算なのだ

ワオ!

最終的なxを求める式は
半径dが無くなっているので

例え、球体が5センチでも、
300万キロメートルでも半径に関係なく
16cmになってしまうのだ

あっはっはっは
どう面白いでしょ?

もちろん色々答えの出し方はあるぞ
増えた円周は2dπ+1なので
ここから、半径を求めると2dπ+1 / 2π
元の半径dからこの半径を引くと

d-d+1 / 2π

やはり、半径が消えてしまう

 

では検証してみよう

どうだろうか?
ここでは、2.5cmの半径の円と、その円の円周に1m追加した円で比較した
高さはやぱり16cm上がっている
円周をのばしたものと比べても同じなのが分かると思う

これで

どんな円でも、円周に1メートル追加すると
必ず16cm持ち上がる事が分かったのでは?

んーふしぎだ

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