■レイボーンの転上体の問題

 円錐を2つ底面でくっつけた物体が,傾斜のあるV字型のレールの上を回転しながら登っていくというのが「レイボーンの転上体」と呼ばれるパラドキシカルな物体である.

 実は,坂道を上っているように見えるが,転上体の重心は下っていくので,重力の法則に反しているわけではない.

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  α:レールの傾斜角度

  β:V字型レール間の角度の半分

  γ:転上体の頂角の半分

  a:レールの下端の高さ

  b:レールの上端の高さ

  r:転上体の底面の半径

として,転上体の重心の軌道(x,y)を求めると

  y=a+r+x(tanα−tanβtanγ)

となって,勾配:tanα−tanβtanγが負のとき,パラドックスが起こるのである.

 たとえば,α=4.6°,β=15.3°,γ=25.4°

では,不等式

  tanα<tanβtanγ

は満たされている.

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