2022年10月6日木曜日

シャボン膜の形と長さ(12)

④-(c) 六角形「ロ型」の場合

シャボン膜は、120°で交わる三叉路が4つつながった折れ線になる。(写真は2004年のときのもの)


枝分かれが対称的で、シャボン膜全体の長さは求めやすい。
これを1本の線分にまとめる方法は次の通り。
3方向に小さな正三角形(△AFG、△BCH、△DEI)を描き、2つの正三角形を含む大きな正三角形HIJを描く。上の図の2点G、Jを結ぶ線分が今回のシャボン膜を1本にまとめたものになる。


線分GJのうち、LJは、LH+LIに置き換えられ、LGは、LK+KA+KFに置き換えられる。
さらに、線分LHは、LM+MB+MCに、線分LIは、LN+ND+NEに置き換えることができて、シャボン膜全体の長さは、線分GJの長さに等しいことがわかる。
よって、膜の全長は、3√3 である。


今回の図は、正三角形に対するシャボン膜の構造が、3つ連なったものともいえる。
BM+CM+LM=LH より、ひとつ分の長さは、√3である。
したがって、全体の長さは、3√3 であることが確かめられる。

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