「どの向きで差していますか？」
どうも、数学科 4 年、講師の山本です。
皆さんは、日傘を差すとき、「どの向きで差すか」を意識したことはありますか？
私は以前から、日傘を差している方の多くが、柄を地面とほぼ垂直にして歩いていることが気になっていました。
一方で、太陽は真上にあるとは限りません。朝や夕方はもちろん、真夏の昼でも少し傾いた方向から光が差しています。
そう考えると、
「太陽の方向へ少し傾けた方が、より多くの直射日光を遮れるのではないか。」
という疑問が浮かびます。
では、実際にはどちらの持ち方がより効果的なのでしょうか。
何を「良い」とする？
日傘を使う目的として、多くの方が思い浮かべるのは、「暑さを和らげること」と「日焼けを防ぐこと」ではないでしょうか。
もちろん、これらにはさまざまな要因が関係しています。
例えば、気温や湿度、風、地面からの照り返しなどです。
そこで今回は、それらを一度に考えるのではなく、日傘の向きを変えることで最も直接的に変化する要素である「太陽からの直射日光」に注目することにしました。
つまり今回考えたいのは、
「体に当たる直射日光を最も少なくする日傘の持ち方はどちらか。」
という問題です。
数学ではどう考える？
とはいえ、このままでは条件が多すぎて考えられません。
そこで数学では、考えたい本質だけを取り出した「モデル」を作ります。
今回は、次のように仮定します。
- 太陽からの光は平行に降り注ぐものとする。
- 人と日傘は、横から見た断面（2次元）だけを考える。
- 人体は一本の線分で表す。
- 日傘は頭の真上にあるものとする。
- 自由に変えられるのは、日傘を傾ける角度だけとする。
かなり思い切った単純化ですが、まずは「日傘の向き」という一つの要素だけに注目して考えてみます。
次回予告
次回は、このモデルをもとに図形を使って考えます。
傘を傾けると、体にできる影はどのように変わるのでしょうか。
そして、直射日光を最も遮るのは、柄を垂直にしたときなのでしょうか。それとも、太陽の方向へ少し傾けたときなのでしょうか。
感覚ではなく、数学を使って確かめてみたいと思います。
身の回りには、「なんとなくこうだろう」と思っていることが、実は数学や科学の視点で考えると意外な結論になるものがたくさんあります。
当塾でも、このような「なぜ？」「どうして？」を大切にしながら学ぶ機会として、科学実験室を定期的に開催しています。
次回の科学実験室は、9月１２日（土）午後を予定しています。
内容は、関数の式を入力するとグラフが出力されるWebサイトを用いて、「お絵かき」をするというものです。（高校生対象、中学生も可。）
この実験室に参加した暁には、ただ勉強する対象だった「関数」というものが、自分の一人一人の友達のように、個性のある色のついたキャラクターに見えてくることでしょう！
当日は私が講師を担当いたします。ぜひ一緒に議論しましょう！
また、毎週水曜日には英語自習室を開催しており、今後は金曜日に計算自習室を開催する予定です。金曜日は私が担当いたしますので来てくれましたら嬉しいです！
科学実験室と自習室、両方合わせてご参加ください！
最後に…
皆さんは、日傘は「垂直派」ですか？それとも「傾ける派」ですか？ぜひコメントで教えてください！
（次回記事は８月３日！）