草体にぼ日記

だらだらと

トイレットペーパーの内側の一周分の長さと外側の長さ

トイレットペーパーの内側の一周分の長さと外側の長さ

こんにちは、いっきゅう(詐称)です。

トイレットペーパーの内側の一周分の長さL_inと外側の一周分の長さL_outがどれくらい違うのか、ということを調べるのが今回のテーマでございます。

結局は、半径がトイレットペーパーの厚みhだけ変わった。ということなんですね。

↓の画像の、黒い部分がトイレットペーパー一周分だとお考え下さい。 このトイレットペーパー一周分は、オレンジ色の部分に巻き付いて一周が生成されています。

この次にまかれるトイレットペーパー一周を考えると、青色の部分にグルリと一周巻き付けられる。ということになります。

つまり、内側のトイレットペーパーの円周は、それまでにまかれたトイレットペーパーの厚みの合計にトイレットペーパーの芯の半径を足した長さを半径とした円周の長さとなるわけです。

  • 簡単のため、今、L_inより内側のトイレットペーパーの半径をrとすると、

 l_{in} = 2 * r * π

となります。円周=直径×πから来ています。

そして、トイレットペーパーの厚さがhなので、外側のトイレットペーパーの一周分の時には、半径が+hされていると考えられます。

 l_{out} = 2 * (r + h) * π

このl_outの式を変形して、l_inとの関係を見つけてやろう。

(tex操れない)

出ました。一周当たりに長さは、トイレットペーパーの厚みを半径とした際の円周分だけ変化するみたいですね…。

そうなんですね。

具体例

トイレットペーパーの芯の半径を3cm, トイレットペーパーの厚さを1mm(=0.1cm)(トイレットペーパーはシングルとする)としたときに、1巻きから100巻きまで、長さがどんなもんなのかを調べてみます。 - 100は画像に収まらないので40で。

  • 1周ごとに、最初の一巻き目を基準に考えると、3.333%ずつ大きくなっていくらしいです。投資信託みたいですね。
  • ちなみに、厚さを0.2にすると、上昇率は2倍(6.6666%)になります。