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2017年4月8日土曜日

物理実験 「水」実験とその感想(第4日目)

実はプールに行くまでに気づいたことがあった。
脛骨(右足のすね)をまだ損傷している。普通に歩いたり階段を下りると別になんともないのだが、
1段飛ばしやちょっと右足に負荷をかけるように下りると、ちょっと痛んでしまう。
我は悟った。大概の軽いけがや病気は3日あれば大丈夫だが、骨の修復は時間がかかる。
もちろん骨の損傷といっても骨折はしてないし、内出血の気配もなさそうだし、別に普通の状態。しかしじつはきっと骨にはダメージが残っているということ。
これが完全に治るまで飛び降り実験はできん。これは無理すると骨折の可能性がある。
ううんなかなかうまく無傷で着地できないものなんやな…。筋肉が耐え切れない…。

さてと。本日もしんどく、教習があったのだが、相当遠いプールまで遠征してきた。
そこはよさそうな稼動床だと書いてあった。
だが…。メインプールはやっておらず、サブはあったのだが水深は1.4と1.0mで固定とのこと。
一応最大の水深を確保できたが、やっぱりまあ、そんな感じなので結局できなかった。

そして本日も何個ものプール、もう大阪や京都、奈良にあるプール、ほかスキューバ用などあらゆるプールを検索し、それについての詳細を得ようとしたが、見事に水深1.5mを実現できるプールがない。一応5月に入れば候補は2つくらい発生したが。
もちろん海とかは7月から。

つまりだ。我は立ち泳ぎの練習ができない、と引導を申し渡されたということだ。
もう、脚の動かし方をやってみようとすると、絶対に脚を伸ばしきれない。

そういうことで、もう4月中は完全にどうしようもない状況になったので、これ以上の検索による進展は望めないと見たので、中断。
5月になれば我も動き出すかもしれない。ただその頃には飛び降り実験とその訓練になっているかもしれない。

まあとりあえず、今日やったことについて述べよう。2時間ほど入った。
やっぱり背浮きの練習。
今日もやはり昨日同様、何分か浮いていると次第に姿勢が前後に崩れる。
もちろんこの姿勢を手で水を掻いたり、脚で掻いたりするともとの背浮きの状態に戻れるのだが、
どういうわけか背浮きをはじめてから時間が経過するに従い、回復時間が短くなり、すぐにまた姿勢が崩れてくる。そうしてついには脚は水底まで落ちてきて、ごつん。
これでは実験にならない。本当はごつんにならなかった場合、どうなって、それに対しどう対処すればいいのかについて学びたいんだが。
ちなみにひざを曲げて続けていれば当たらないので、それでやってみた。
あの姿勢転換だが、やはり鼻に水が入る可能性がわずかにあるのでちょっと面倒。

どうすればよいか。なんとか腰と脚が頭の背後に回らないようにしなければならない。
これには、もうがんばって上体を反らして、首を上に突き上げて呼吸しつつ耐えるしかない。
背後に回ってしまったら、勝手にふし浮きになるから。まあそうなれば鼻に水が入らないように姿勢転換を脚だけで行うことができるが…。
ただ、この回転現象、確実に起こるわけではなく、一応止めることが可能。
実際他の人から見るともう溺れる寸前、といったような体勢であるが、
首を上に上げると顔だけでるが呼吸ができる。手も使えて浮力が心配なら手で水を掻けばよい。
がんばって体を反らせば回転を意外と防げる。

何より、別に水中では姿勢の転換も、再度手と脚で水を掻いて背浮き状態のバランスの調整などは容易に行えるので、状態に応じて対応するのがよさそう。
しかしこの溺れかけ現象、これを再現しようとした姿勢をとってからやろうとすると、この場合なぜか脚が浮いてくる。
ただ、長い時間背浮きで呼吸していた場合にこの状態になると、脚はもう浮かない。
まあ脚で水を掻けば脚は浮いていくんだが。ただ少しするとまたすぐに沈む。
一体この現象はなんなのか。

我はひとつの仮説を提案した。これは肺の中にある空気の問題ではないかと。
ずっと長時間浮いている場合、一気に吐いて吸う、しかもたくさんは吐けない(浮力の関係)
という状態を何回も行うので、一応肺の中に空気はたくさん溜まったままなのだが、
もちろんこの方法だと明らかに二酸化炭素が肺に蓄積する。もちろん空気の分子量を28くらいにすると、二酸化炭素は分子量44であるので、一部がこれに置き換わってくると、明らかに肺の浮力が低下してくる。なるほど確かに同じくらい息を吸い込んでいても徐々に顔の側面に当たっている水が少しずつ上昇して、呼吸が危うくなっている気がする。まあそれでも呼吸は普通にできるが…。
たしかにこれだと、浮心の大きさが減少し、重力はそのままなことから、脚が沈んでしまう方向への力のモーメントが増加する。なので、すぐに脚が沈みだしてしまい、その速さの慣性により、結果姿勢が反転してしまうのではないか、と考えた。

意外にこの説、理にかなっており、まだ誰も気づいていないのではないかと思った。
これは意外と知られにくそうだが、結構事故時の重要な問題になるのではないかと思う。
これを理学的に検証する価値は高い。
だがひとつ判例らしきものがある。肺の中の二酸化炭素濃度(分圧?)により、浮心の大きさが制御されると仮定すると、これをどう説明すればいいのか。
「息を吸い込んで止めたままでもそのまま浮いたまま」
だがこれはまだ検証していない。これを検証するには簡単。大きく息を吸い込んで、二酸化炭素濃度が上昇するまで息を止め続けるとする。そのときに徐々に体が沈めばこの仮説は正しいことになる。
だが時間がたてば呼吸を一部しか入れ替えられない状況を繰り返し、あと苦しさ的にもおそらく二酸化炭素濃度が増えているであろうことはなんとなく想像がつく。
あと、結構激しめに手足で水を掻いて背浮きの状態に戻した後も、すぐに脚が沈下することから、激しい運動で酸素を使い二酸化炭素の濃度あるいは分圧があがるはずでこの説は結構有効。

仮にこの説が真であったとする。すると呼吸法を変えなければならないことになる。
呼吸法はより一気に大きく息を吐き、一気に息を吸い込む。
どうやら努力性肺活量の強さに影響するのだろう。
これで一気に息を吐ければ、体が沈む前に大きく息を吸い込めば解決。
ただこれをやりすぎると、せっかく浮かせていた鼻に水が入り、つらい。
なので結構これは大きな問題。

とすると、苦しくならないように、すなわち呼吸の頻度を多くすればいい。
呼吸の頻度を多くしても一回一回が少し吐いて吸っての繰り返しなら、体は沈まないし、
鼻に水も入らないだろう。確かに我はやっぱり背浮きのとき、どうしても何秒も息を止めてぷはっ的な感じになっているので、普通に呼吸をするくらいの頻度で呼吸をすればいいのかもしれない。
その際に沈みそうなら、手で水を掻いて補助すればよさそう。

ううんでも、息を大きく吐けないのはつらい。やっぱりなんとなく苦しさがあるかな。
ただまあちょっと不快なだけなので、生存するには問題なさそう。
どうしても息を大きく吐いて吸いなおしたいなら、手と脚をフル活用して呼吸すればよい。
要するに、苦しくならなければ水に浮きやすい、ということなのだろうか。

ということで、これが真ならば、背浮きの状態でも息をあまりとめたりせず、
積極的に浅く呼吸を繰り返せばいいことになる。
これが本当に有効かどうかは、明日確認することになる。

ただ、まあそんな意識しなくても、大きな問題にはなりにくい。
しかしやっぱり背浮きの状態でも、楽に呼吸がしたいもの。
我の夢は、いつか水の中で楽々「生身で」背浮きが延々と続けられること。
着衣時の落水時はいうまでもなく靴の浮力だけでもう何もしなくても浮き続けられる。

やっぱり、服や靴を着ていないときに流されたときがもっとも我にとっては死活問題なのである。
なお、7月になったらいく予定である海水浴は、
もちろん着衣が許可、というより着衣でないといろいろ大変なはずなので、
例の半そで短パンの体操服にシューズという飛び降りのときと同じ服装で海へ繰り出す。
半そではとても軽い素材でTシャツよりも軽いはずなので、もちろん腕の動きも妨げない半そでであることから、水中を動きにくくなる恐怖は避けられるし、もちろん怪我や日焼け防止に役立つ。
そして短パンは結構太ももにフィットし、丈も短いのでもはや普通に海パンとしての代用も可能なレベル。
そしてシューズは足裏の怪我防止用に加え、いざというときの浮き具。
もうこれでしかも海なので浮力はより大きくなる。無敵。
ちなみに淡水のプールでもこれで息を吸い込んだ状態だと、もうシューズの先端が水面から出ている状態であっても顔は耳がでそうな勢いまで浮き出した。
これが海水ともなると、もうずっと浮いているのは極めて容易だろう。

要するに、体操服とシューズを着用しているほうが、我はもう快適なのである。
理由。クロールやバタ足をまずしないから。背浮きや立ち泳ぎで海を楽しみたいので、
服と靴の着用はこれに有利。まあ立ち泳ぎは靴を履くと浮きやすくなるのか、水を掻きやすくなるのかは未検証なので注意だが。

よって決まり。7月1日は土曜日である。大学は休み。
この日に海水浴、着衣水泳と海での浮力を確かめるべく突入確定。
この服装なら、極めて海水浴では自然。
Tシャツを着るのが一般的なら、もう体操服の半そではそれそのもの。
海パン(ぴちぴちではないやつ)を普通は履くので、体操服の短パンももはやそれと同じようなもの。
あとは怪我防止用にマリンシューズとか履くだろうが、体育館シューズもそれに似たようなもの。
よってきわめて自然に体操服姿で海に繰り出すことができるわけである。
そして浮力は海水と服、靴でもうお墨付き。
淡水生身ゴーグルや手首の鍵をつけてもあれだけ浮けるのだから、海水中では波があるといえども抜群の浮遊感を発揮するだろう。もう息を吐いても沈まないのではないか。
そうすればもう完全に海は柔らかなベッドと化す。
そうなれば、我はもう満足。ゆっくりと何時間も海面を漂うことになる。
本当はゴーグルをせずに浮いていたい(そのほうが開放的)が、ちょっと日差しもきついだろうし何より海水が眼に入るのはつらいので、つけておくほうが良いだろう。
もしかすると抜群の浮力でゴーグルをはずす動作をしても浮いていられるかもしれない。

いや何度も言うが、靴を履いているだけでもう背浮きは別世界になる。
もう水に落ちて靴を脱ぐ(もちろんハイヒールなど沈みそうなものは除くが)ということは、我から言わせれば挑戦行為である。あ、もちろん背浮きをして救助を待つ、という仮定の下だが。

ということで我は7月9日に体操服、体育館シューズ(靴下も履きたいな…)の白貴重の服装で海へ初めてほとんど浮き具なしに繰り出すのだろう。(まあ靴が浮き具といっても過言ではないが)
もちろんそれでも万が一のことがあるので、だれかほかに連れて行くが。

そんな感じで今後の予定を立てた。
まあまずは、楽に背浮きで呼吸をしたいというのが目的。
明日も元気なら行って来よう。まあ夜に教習があるが…。