エネルギー変換

物は、外から力を受けて形が変わることがあります。この時、加えられた力の働きの一部は熱に変わります。この現象を内部摩擦と言います。内部摩擦は、物の中にある原子や分子の振る舞いによって起こります。たとえば、ばねを引っ張って伸ばすと、ばねの中ではほんの少し熱が出ています。これは、ばねの中で目には見えない小さな摩擦が起きているためです。もし、摩擦が全くない理想的なばねがあれば、一度揺れ始めるとずっと揺れ続けるはずです。しかし、実際のばねは、内部摩擦によって力の働きが熱に変わるため、揺れはだんだん小さくなり、最後には止まります。 車にも、たくさんの部品が使われています。これらの部品も、振動や変形によって内部摩擦が起こり、力の働きが熱に変わります。たとえば、車が走っている時は、タイヤや車体が振動しています。この振動によって内部摩擦が起こり、熱が発生します。また、エンジンの中でも、ピストンが上下に動くことで内部摩擦が起こり、熱が発生します。この熱は、エンジンオイルによって冷やされます。もし、内部摩擦が大きすぎると、部品が熱くなりすぎて壊れてしまうことがあります。 内部摩擦の大きさは、物の材質や温度によって大きく変わります。ゴムのように柔らかい物は、金属のように硬い物よりも内部摩擦が大きくなります。また、温度が高くなると、内部摩擦は小さくなる傾向があります。そのため、車に使われる部品は、内部摩擦が適切な大きさになるように、材質や形状が工夫されています。たとえば、タイヤは、路面との摩擦によって熱が発生しやすいので、内部摩擦の小さいゴムで作られています。また、エンジンオイルは、温度が上がっても内部摩擦があまり変化しないように、特別な添加剤が加えられています。このように、内部摩擦をうまく制御することで、車の性能や安全性を高めることができます。