氷山を描いて浮かび方を確かめる

 (joshdata.me)
2 ポイント 投稿者 GN⁺ 2024-06-10 | 1件のコメント | WhatsAppで共有
  • Icebergerは、自分で描いた氷山が水上でどの向きに安定するかを確認できるシンプルなゲーム
  • 氷山は水より密度が低いため、質量の約10%が水面上に残った状態で浮かぶ
  • どちら側が上を向くかは形だけでは断定しにくく、3次元の質量分布と水に対する相対密度が影響する
  • このページのシミュレーションは、実際の物理現象をそのまま再現するというより、関連する要素を近似して見せるもの
  • 科学者たちに氷山を安定した向きで描こうと呼びかけた @GlacialMeg のツイートに着想を得たゲーム

自分で描いて確かめる氷山の安定方向

  • Icebergerは、ユーザーが氷山の形を描くと、その氷山が水にどう浮かぶかを見せてくれるゲーム
  • 氷山は水より密度が低いため、質量の約10%が水面上に残る
  • ただし、「どちら側が上を向くか」は単純な2D形状だけでは決まらない

シミュレーションの限界と着想

  • 実際の氷山は、このページの結果とまったく同じ向きで浮かぶとは限らない
    • 実際の向きには3次元の質量分布が重要
    • 水と比べた氷山の相対密度も影響する
    • このページでは、これらの要素を近似的に扱っている
  • このゲームは @GlacialMeg のツイートに着想を得ている
    • そのツイートには、科学者たちが氷山を安定した向きで描こうという、非公式ながら熱意ある提案が含まれている

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1件のコメント

 
GN⁺ 2024-06-10
Hacker News のコメント

  • 水面上に平らな面しか出てこなくて不満だったが、下のツイートを読んでみると、それこそが核心だった。
    https://threadreaderapp.com/thread/1362557149147058178.html
    x.com でアカウントなしでは最初のツイート以降を読めないようにした Elon に感謝しなければならないくらいだ。

    • 平らでない例はこちらにある。
      https://imgur.com/a/7KANxOn
      自然界ではほとんど起こりにくそうではある :-)
    • 氷山の両側、2次元で見るなら左側/右側が、重心を軸にして互いに水面上へ上がろうと競い合っている、と理解すればよい。
      安定した姿勢は、この左右の回転力が釣り合う位置だけ。
      氷山が縦向きに浮いていて、重心を基準に片側、つまり下側の半分の質量がもう片側より多く水中にあるなら、両側が同じ程度に水面上へ出るまで回転しようとする傾向が生じる。
      そのため質量分布によっては、縦方向より横方向のほうが勝ちやすい。
      もちろん縦向きに釣り合った氷山もあり得るが、指の上に鉛筆を立てるのに似ていて安定せず、氷河が最初に崩れ落ちる衝撃のような小さな擾乱だけでも、より安定した横向きの姿勢に戻りやすい。
    • https://i.imgur.com/ixBkSsV.png
    • 平らな面がまったくない形を試してみるとよい。たとえば五芒星のようなもの。

  • 作者です。何年か経ってまた共有されているのを見るとうれしい。
    科学万歳！ 身近な気候科学者を応援してほしい。

    • 教育用シミュレーションとして素晴らしい。作ってくれてありがとう。
      気になる点があるのだが、別のコメントにもあるように45度の直線を描くと、境界条件のような挙動が現れる。
      これが物理によるものなのか、シミュレーション実装によるものなのか気になる。
    • とても素晴らしい。
      シミュレーションがうまく扱えない形も見つけた。針のように非常に広くて薄い形は激しく振動し、止まったり遅くなったりするようには見えない。
    • よくできている。このシミュレーションは2次元だが、3次元になると変わるのだろうか？ ほとんど発泡スチロールを削って確かめてみたくなる。
      • js

  • 無限に揺れ続ける設計を作った :D
    動画はループ再生ではなく、実際に録画したもの。
    https://streamable.com/0a9zmb

    • 息子がより良い設計で私に勝った。ものすごく揺れて波打つ :)
      https://jmp.sh/s/ARfqurF7BYQExwIQmWXZ
    • 長く細い形をうまく扱えないようだ。動き続けて、たまにひっくり返る形もあった。

  • 同じツイートに触発されて作ったバージョンで、あらかじめ入れてある形があり、力を明示的に表示する: https://engaging-data.com/iceberger-remixed/
    これはすべて2021年のもので、それより前に見た気がするが見つけられない。

  • HTML ソースコードにはコメントがよく付いていて、楽しく読める。
    抗力、質量、密度をモデル化するための数学がかなり入っており、氷と海水の比重を使い、2次元でそれらしく見えるような調整もされている。
    自分自身と重なる自己交差多角形を入れてみることもできる。
    画像を貼り付けることもできる！ コードは画像をトレースして、最も複雑な多角形を選ぶ。

  • 本当に面白くて正確だ。風呂で試してみたら、私が描いた絵のようにレタスがまったく同じように浮いていた。

  • 2021年の記事。
    https://news.ycombinator.com/item?id=26201160

  • Twitter で誰かがすでに提案したのかは分からない。スレッドを読めないし、購読するつもりもないので確認できない。
    いい追加機能としては、氷山が安定して浮く位置まで移動しなければならない距離の逆数に比例するスコアが考えられる。
    理想的には、水面の高さまで含めて、最初から完全に安定した状態で描くという非常に難しい目標になるとよさそうだ。

    • 非常に安定した形を描けば、その目標にはかなり近づける。たとえば高さが低く幅が非常に広い形や、1つの頂点が下を向いた正三角形のようなもの。
      その後、最初の試行でちょうどよい高さに補正すればよい。
      良いゲームにするには、別の制約が必要になりそうだ。たとえば水面上の最大高さにより多く得点を与える、あるいは溶けている間にホッキョクグマがどれだけ長く足を濡らさずにいられるかで点を付ける、といった方式が考えられる。
      高さが低く幅の広い帯は、球のようなものより早く溶けるだろうから。

  • 本当にすごい、文字どおり cool なものだ。
    直線を描いたら、ずっとくるくる回っていた :D

  • 古典的な氷山の一角の例を描いてみると、ひっくり返ってしまうのが見られて、かなり笑える :D