応用: 乗り物・ロボット・医療

乗り物は、機械工学の 4 つの力学がすべて集まる場所です。車体は軽くて壊れない強さが要り、走れば揺れ、空気の抵抗を受け、エンジンやモーターは熱を出します。どれか 1 つが欠けても、速く安全には走れません。

1964 年 10 月に開業した東海道新幹線の 0 系は、当時の鉄道の限界とされた時速 210 km で走りました。京都鉄道博物館に保存されている 4 両は、1978 年に引退するまでに約 600 万 km を走っています。0 系は機械遺産(第 11 号)です。

同じ 1964 年の 10 月 12 日には、日本で開発された旅客機 YS-11 の量産 1 号機が初飛行しました。この機体は国の飛行検査機として 1998 年まで、2 万時間を超えて飛び続けました(機械遺産 第 13 号)。

その先の速さへの挑戦も続いています。2015 年 4 月 21 日、JR 東海の超電導リニアは、山梨リニア実験線で時速 603 kmを記録しました。「最も速い磁気浮上式鉄道」として、ギネス世界記録に認定されています。

宇宙や深海では、壊れても修理に行けません。2014 年 12 月に打ち上げられた小惑星探査機「はやぶさ2」は、小惑星リュウグウに降り立ちました。表面に人工のクレーターを作り、地下の砂まで採っています。

2020 年 12 月 6 日、はやぶさ2 のカプセルが地球に戻り、中には約 5.4 g の砂や石が入っていました。設計のときに目標にしていた 0.1 g の 50 倍以上です。はやぶさ2 はその後も飛び続け、2026 年 7 月には小惑星トリフネのそばを通って観測しました。

海では、深さ 10 m ごとに水圧がおよそ 1 気圧ずつ増えます。1981 年に完成した有人潜水調査船「しんかい2000」は、深さ 2,000 m まで潜れました。そこでは窓 1 cm² ごとに、約 200 kg の重さがのるのと同じ力がかかります。乗員 3 人が入る内径 2.2 m の耐圧殻が、この水圧から人を守りました。