自転車は道路のどちら側を走らないといけないか

自転車に乗る方は結構いるかと思います。私は上京してきて以来駅まで徒歩で普通に行けるので乗っていないですし、高校の頃からすでにほとんど乗ってないのですが……(ただ私の実家はかなりの田舎にあって、電車はおろかバスもありませんでした。なので自転車かあるいは自動車が主な交通手段だったので、幼いころはよく乗っていました)。ちなみにこの前友人の自転車に試しに乗らせてもらったら――ガードレールに激突、電信柱にてようやく止まりました……。物の多い東京って怖えぇ、と思いました(いや、私が単純に乗れなくなっただけかもしれませんが)。
ん、ちょっと自分の話で長くなりました。本題の自転車は道路の右と左のどちらを走らないといけないかについてなのですが、これに関してはきちんと法令があるようです(ちょっとどこに書いてあるのかまでは確認をとっていないのですが)。
私の田舎なんかでは車なんて滅多に走っていなかったのでなーんにも気にせず、60キロくらいでかっとばしてましたが(自転車は市販されているものでも80キロくらいまでは出せるそうです)、まあ東京のような都会ではそんなことはできないですね。ある程度の速度を守りつつ、慎重に運転するんでしょうか。
で、この際に自転車は道路の左右のどちらを走らないといけないかが決められているのです。今回はそのお話です。


で、まあ答えが気になってしまうと思うので先に回答を提示すると、「左」を走らないといけないとなっています。つまり自動車と同じということです。
でもなぜ左でないといけないのでしょうか? むしろ右を走ったほうが前から車が来るのがわかって避けやすい気がしませんか? これには実はきちんとした理由があるのです。ここからは物理のお話です。

確かに自転車は右側を走ったほうが事故を避けやすいかもしれません。ですがいざ事故が発生した場合、そのとき事故に遭った人の怪我の具合や死亡率が全然違ってくるのです。
運動エネルギーというのは中学時代に習っているかと思います。E=mv^2という式ですね(あ、なお「^」は~乗という意味です。ウェブ上だときちんと表記されないことが多いのでこれ使わせてもらいます)。忘れている方へ補足しておくと、Eはそのまま(運動)エネルギーです。mは質量。vは速度です。つまり運動エネルギーは質量に比例、速度の二乗に比例するということです。
ここで事故が起こったときのことを想像してみましょう。式を簡略化するために自転車は時速20km、自動車は時速60kmで走るものとします(質量に関しては変わらないので今回は無視できます)。
で、まずは左側を自転車が走っていた場合です。自転車は後ろから自動車に激突されることになるわけですが、このときのvの値は(相対速度ということになりますので)40ということになります。したがってEはm×40^2となります。
対して右側を走った場合、今度は正面衝突することになります。相対速度はお互いの合計地ですからv=80となります。よってE=m×80^2。
40と80の二乗をそのまま計算して比較すると大変ですので、単純に比をとると1:2です。その二乗ですからEの比は1:4ということになります。
つまり右側を自転車が走っており、そして事故を起こした場合、左を走っていたときに比べて4倍もの衝撃(エネルギー)を受けるということです。質量とかもきちんと値を決めればエネルギーの量はきちんと算出できますが、そこまでやると少し難しくなってしまいますし、それがどのくらい体に損傷与えるかということになるとさらに難しい議論になってしまいますので今回は省略させてもらいますが、ですがこの4倍という値が相当なものだということは想像できるかと思います。ようは左側を走っていれば後ろ側から激突されても骨折くらいですんだかもしれないのに、右側を走っていて事故に遭ったら内臓ぐちゃぐちゃという可能性があるということです(下手したら死にますね、これ)。
したがってこの大きな被害になることを防ぐために法令で「自転車は左側を走るべし」と定められているわけです。


と、現役高校生や物理をある程度しっかり勉強した方は上の説明にもしかしたら疑問を持つかもしれません。というのは物理の問題で衝突を扱う場合、運動エネルギーE=mv^2ではなく運動量p=mvという式を使って答えを出すからです。なので衝突のことを考えるときはこっちの運動量を使うのであって、vは二乗にならないんじゃないの?、とそういう疑問を持つかもしれません。
でもちゃんと私の話は当たってます。ここからはやや難しい話になるので、わからないと思った方は軽く読み流してください(ただし早慶とか受けたいと考えている高校生は知っておくべきことなのできちんと読むように)。
確かに衝突の問題を解くときには運動量の方を使います。運動エネルギーの方を使ってしまうとちゃんとした答えが出ないのですね。衝突の場合は運動量の保存則というのがあるので、衝突前も衝突後もこの値は変わりません。だからこちらを使います。一方で運動エネルギーの方は衝突の場合「見た目の上では」変わってしまいます。なのでこちらは衝突した際に物体がどの程度動くかとかは正確に計算できないことになります。
が、物理の基本原則としてエネルギー保存則というものがあります。宇宙という閉じた系の中ではエネルギーは(宇宙が誕生してビッグバンが起きてからは)変わっていないことになっていますし、今後も変わらないはずです。なので衝突の際も運動エネルギーもきちんと保存されています。
では何故式の上では消えてしまったのでしょう? 実はこれは物理と化学の両方の知識が必要になってきます。
物体というのは原子が結合してできているものです。これに何かが衝突した場合、その結合によって形作られている構造が歪むことになります。ですが物体、化学結合は元の形に戻ろうとします。この際に受けたエネルギーを使って元に戻ろうとするのです。つまり衝突の際の運動エネルギーは互いの内部で消費されるということです。そのため式の上ではエネルギーが減っているように見えてしまうというわけです(この原子の結合の復元に使用されたエネルギーまで計算すればきちんとエネルギーは保存されているはずです。ただし話はとても難しくなりますし、衝突でどのくらい吹き飛ぶかなんて話だけをするだけなら余計な計算になってしまうので使わないということです)。
で、事故の話ですが、今回はどの程度吹き飛ぶかという話ではなく、どのくらい体に影響が出るかという話をしています。つまり「内部」の話なのです。体の中にどのくらいのエネルギーが与えられ、それを使って元に戻そうとするか(そして実際には完全には戻らなかったりするわけですが)という問題なので、運動エネルギーの方を使用するということになるのです。


さて、物理の話はこのくらいですが、最後に少しだけ法律の話。
多分、結構多くの人がこの「自転車はどちらを走るべきか」ということについて知らないと思います。またそれが法律で定まっており、実際に守っていないからといって捕まったり、警察から注意されることもまずないと思います。
実は法律は簡単にいえば「守らないといけないもの」と「守ったほうがいいもの」の二つに分けることができます。
前者は殺人とか放火とかですね。これは絶対にやっちゃいけないことです。
一方で後者の代表例は自動車の規定速度ですね。たとえば地面や標識に「40」なんて数字が書いてあったとしても空いていれば60キロで走っていても別に文句は言われません。高速なんかでも80とか書いてあっても100キロくらいはみなさん普通に出して走っているでしょう? むしろ80を厳守されると後ろがつかえて困るくらいです。ですので多少の速度オーバーなら許すし、むしろそうしてくれということです(ただし「出しすぎ」はさすがに捕まりますが)。……まあ、たまに警察は検挙率を挙げるために少しのオーバーでも取り締まることがありますけど(ちなみにうちの地元では道路わきに警察官が隠れていて、適当な車を見つけては先にいる警察官に連絡。そして連絡を受けた警官複数が車を止めさせてがんがんチップを切ってました。――いや、事故防ぎたいならその最初の警官が止めろよ、って思いましたが)。
ちなみに「守ったほうがいい」という法律は他にもいくつもあります。信号の無視(特に歩行者)とか、同じ信号でも自動車は黄色になっていても減速しなくて進んでしまっても捕まらないはずです。あとは未成年の飲酒や喫煙、成人雑誌の購入やアダルトサイトへの立ち入りもよっぽどのことがない限り黙認されます(というか知り合いに父親が警察官の人がいますが、中学生の頃から一緒にお酒飲んでたみたいです)。
あ、だからといって私は別にこれらの法律を破っていいとは言っていませんので。そして推奨もしません。特に販売する側には厳しい指導が行くので、相手方の迷惑になることがあります(近年コンビニやスーパー、居酒屋で年齢確認をされることがあるのはお店側が指導を受けてしまうからですね)。ですのでできるだけ守るように。
(まあ、法律もそうだし、私自身にも拘束力はないのでやる場合はこっそりやってください。それで捕まっても私は知ったこっちゃないです。自己責任でお願いします)


さて今回で物理関連の話はおしまいです。大分物理のカテゴリも埋められたかな。
次回は予告通り化学のお話で「氷の上はなぜ滑るのか」という話をします。これもそんなに難しい話ではないはずですが、興味のある方は水素結合とか思い出しておいてくれると読みやすいかと思います。
化学の話は――とりあえずこれ一つでしょうか。ちょっとどの話題が取り扱いやすいか悩み中です。面白く、かつ平易な内容ということになるとなかなか難しいですねえ……。ニュートンみたいに歴史の話と絡めることはできるのですが(錬金術の話とか)、ただそれだとまた特集みたいな感じでちょっと連続して投稿しなければならないので今のところは控えておこうかと。その前の予備知識も多分必要かと思うので。この辺は今記事の順序を考え中です。
次々回はブレイクスルーという成績の伸び方について話すと予告してましたね。受験生用のお話になります。今年受験生になる人や、来年に受験を控えている中高二年生は残り10カ月の学習計画を立てるのに役立ててください(あ、もう大学生の方とか、社会人の方にも使えるお話です。一応高校生を念頭に置かせてもらいますが、内容を把握していただければ応用可能なはずです)。なお大学受験を控えている方はすでに参考書の紹介記事がありますのでそちらも見ておくと計画はより立てやすくなるかと思います。
なんか、予告が長くなりました。もうおしまいにしますねー。ではm(_ _)m
by zattoukoneko | 2010-03-27 06:12 | 物理 | Comments(0)


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