質問: かまくらは、なぜ崩れないのでしょうか? 先日かまくらを作って気になったのですが、かまくら(雪洞の方です)はなぜ崩れないのでしょう? 雪に穴を開けているのだから、崩れてもおかしくはないと思うんです。 調べてみると、実際に、きちんと固めないと崩れてきてしまうらしいです。 では、固めるとどうして崩れないのでしょう? そもそも、『雪を固める』とは、どういうことなんですか? 雪の結晶同士が組合わさるということなのでしょうか? だとすると、手で押しただけで、そこまでキツく圧縮できるものなのでしょうか? また、アーチ構造やドーム構造といった言葉も聞きます。 しかし、どうもよく分かりません。 石への力の加わり方での説明などは分かりますが、しかし雪は石のような大きな固まりではなく、小さな結晶かと思います。 その小さい大きさでも同じなのでしょうか? そして、壁や天井はどこまで薄くしても平気なんでしょうか? 作ったときは、とてもギリギリまで掘っても平気だったのですが、それらの役割が分からないので、どの程度まで掘っても平気なのかも気になります。 長文失礼しました。 できれば、物理学的な観点から、詳しく説明して頂けると嬉しいです。 ご存知の方、よろしくお願いします。
回答: >また、アーチ構造やドーム構造といった言葉も聞きます。 かまくらは、アーチ構造ではありません、ドーム構造です。 アーチ構造は石造でよく使われる構造で、材料には圧縮力しかかりません。 が、ドーム構造は、ヘルメットのようなもので、材料には圧縮力、引っ張り力、せん断力などがかかります。しかし、それらは他の構造に比べて、たいへん小さなものですみます。(ビルなどの四角い骨組みに比べると1桁以上小さい) >そもそも、『雪を固める』とは、どういうことなんですか? たぶん、雪の粒子(結晶)がくっつくのでしょう。 冷蔵庫の角氷を2つ、溶けないような低い温度の所で、ぎゅっと押し付けると、(温度が低いのに)押し付けた面が少し溶けます。そのあと力を抜くとすぐに溶けた水は凍りついて、角氷は一体になります。これと同じことが、雪の粒子間で起きていると思います。