技術のスプーン

科学や技術にかんすることを、ゆったり紹介します

クアーズフィールドが打者有利な理由

この記事では、クアーズフィールドが打者有利な球場である理由を紹介します。

 標高が高い地域にある球場は、打者有利な球場となります。これは、標高が高い地点では、空気の密度が薄くなるためです。空気の密度が低くなることによって、打者有利な現象が生まれます。空気の密度が低くなることによって、打者有利となる現象は大きく次の二つに分けられます。

1.打球が飛びやすくなる。
2.変化球の変化が少なくなる。

1つ目の「打球が飛びやすくなる」ことは、直感的にも理解しやすいと思います。これは、標高が高いと球場の空気の密度が低くなるため、打球の空気抵抗が低くなるために起こります。
 今回の記事では、2つ目の「変化球の変化が少なくなる」という点について、主に説明しようと思います。この現象も空気の密度が低くなることによって引き起こされます。また、標高が高い地点にある球場では「変化球の変化が少なるなる」だけではなく「ストレートのノビ*1」も小さくなります。これによって、クアーズフィールドでは、エース級のピッチャーでも、並みのピッチャーレベルの結果しか得ることができません。

  • クアーズフィールドとは
  • 打球の飛距離と標高の関係
  • 変化球の変化と標高の関係
  • 標高が高くなると変化しづらくなる具体例
  • 標高が高いと変化球が変化量が減る理由
  • 野球に関する本
  • おわりに

*1:ここでは、ストレートのノビとはストレートの上方向への変化であると解釈しています。ストレートは、スピンがかけられ上方向に変化します。

続きを読む

新入社員の手取りは?いくら税金を取られるの?

この記事では、新入社員の手取り額を大まかに示します。
   初任給というものは、多くの企業で公開されており、就職前から知ることができます。しかし、実際に使えるお金というのは、給料から税金や社会保険料を引いたものです。そこでこの記事では、税金や社会保険料を計算することで、実際に新入社員の手取りを計算してみたいと思います。

新入社員の手取り額はいくら?

 早速、新入社員であればどの程度の手取りがあるのかを計算してみようと思います。
 まず新入社員の月収として23万円、ボーナス(賞与)は年2回で一回あたり月収の1月分(23万円)として計算します。残業はしないという仮定とします。この場合、年収は322万円となります。おおよそ理系の修士卒でメーカーに就職すると、この位の額になるのではないかと思います。
 手取り額は、以下の式で示すように給料から税金*1社会保険料*2を引くことで計算されます。
 (手取り額)=(給料)-(税金)-(社会保険料
 入社してから一年目と二年目の手取り額をおおよそ計算すると*3、下の表や図のようになります*4*5
  この表を見て分かるように、住民税が給料から引かれるのは二年目からです。また、一年目であれば、年収の15%程度である50万円程度が税金や社会保険料という名目で給料から天引きされます。ボーナスを含めて平均すると手取りは、月々20万円強ということになります。二年目であれば、さらに住民税が追加され給料の20%程度である約65万円が、一年間に給料から天引きされます。
 

f:id:cat2me:20190501224340j:plain
一年目と二年目の手取り額。手取り額は、給料から税金と社会保険料を引くと得られる。
 
f:id:cat2me:20190501223547j:plain
一年目と二年目それぞれで、税金と社会保険料が収入に占める割合。

 また、自由に使えるお金は手取りから固定費を引いた額となります。固定費とは、生きていくために必要で月々の支出を大きくは変更できない支出です。ここで固定費を次のように設定してみます。固定費としては寮費を30,000円/月*6、民間生命保険料を2,000円/月、労働組合費を2,300円/月、食費を40,000円/月、通信費を10,000円/月、服飾費を10,000円/月、クリーニング代を5,000円/月とします。
 この仮定で計算すると、新入社員が一年目に自由に使えるお金は150万円程度となります。つまり、月々に換算すると新入社員が自由に使えるお金は、10万円強ということとなります*7

f:id:cat2me:20190501223602j:plain
一年目と二年目での、一年間で自由に使える額の見積もり。自由に使えるお金とは、手取りりから住居費や通信費などの固定費を減じたもの。
f:id:cat2me:20190501223557j:plain
一年目と二年目で固定費が収入に占める割合。各種の固定費は、大雑把な家庭のもとに計算した。収入のおおよそ半分は固定費となる。
 

税金や保険料について知りたい方

 税金や社会保険料について知りたい方には、以下の二冊の書籍がオススメです。いずれも岩波新書からの書籍で、内容がしっかりしているにも関わらず読みやすいです。

日本の税金

日本の税金 第3版 (岩波新書)

日本の税金 第3版 (岩波新書)

 この書籍を読むことで、住民税や所得税の計算方法を知ることができます。例えば、課税所得や各種の控除の趣旨を理解することができます。以下では、課税所得について概説します。
 住民税や所得税といった税金は、所得に対してかかります。しかし、全ての所得に対してかかるわけではありません。全ての所得から、様々な目的をもとに控除*8があり、最終的に課税される対象の所得*9が決定されます*10。この課税額に、あらかじめ決まった計算式を当てはめて税金を計算します。 (課税所得)=(全ての所得)ー(各種の控除)

生命保険とのつき合い方

 この本では、民間の生命保険と公的な社会保険の制度について紹介されています。本のメインは、民間の生命保険についてです。しかし、各種の公的な社会保険制度についても、その趣旨を知ることができます。
 一方、この書籍では社会保険料の具体的な計算方法は紹介されていません。社会保険料の計算には、標準報酬月額*11や標準賞与が用いられます*12。標準報酬月額は、税金の計算で用いた課税所得とは別の計算方法で求められます*13。大雑把には、給料に通勤補助金などを足したものが、標準報酬月額となります。

ふるさと納税について

 ふるさと納税という言葉を、巷ではよく耳にします。ふるさと納税では、税制的な優遇を受けることができます。この優遇制度は、大きく三つの部分に分かれています*14。このうち得をするのは、主に「住民税の特例分」という部分に関してです。
 今まで見てきたように、入社一年目は住民税がかかりません。そのため、ふるさと納税をしても、得することは難しいのです。二年目以降であれば、住民税がかかるのでふるさと納税をすると得をします。その際今回おいた仮定の元であると、34,000円までのふるさと納税であれば得をするようです。詳しくは、以下のサイトをご参照ください。

www.zeiken.co.jp

おわりに

 今回の記事では、主に理系院卒の新入社員がいくらの手取りをもらえるかの計算をおこないました。この記事を、計画的な社会人生活の参考としていただけたら幸いです。
 もし、よければ以下の記事もご参照ください。

cat2tech.hatenablog.jp

*1:所得税、住民税

*2:厚生年金保険料、介護保険料、健康保険料、雇用保険

*3:二年目も一年目と同じ額の給料として計算します。

*4:一年目の4月の給与からは、所得税雇用保険の見引かれます。5月の給料になって初めて厚生年金や健康保険料は、給料から引かれます。また、住民税は2年目から給料から引かれます。今回の計算では、一年目の四月から厚生年金や健康保険を引いたりするなど、ある程度は大雑把な計算となっています。

*5:税制改正は毎年おこなわれます。このため、所得税などの制度も度々変更となります。今回は所得控除に関しては、令和二年度いこうの控除がくを用いて計算しました。

*6:理系院卒でメーカー勤務だと、光熱費を含めた寮費はこの程度と思います。

*7:理系院卒でメーカーに就職し、寮生活を始めたという前提で計算しています。

*8:お金が引かれるということ。ここでは、課税所得とならないように、所得から種々の名目でお金が引かれることを言っています。

*9:課税所得

*10:住民税と所得税で、控除される額が微妙に異なります。

*11:4,5,6月の給料を基に、決定される。

*12:雇用保険では、賃金総額が用いられます。

*13:課税所得を計算する前に、社会保険料を所得から控除するので、同じにはできないのであると理解しています。

*14:所得税分、住民税分、住民税の特例分の三つです

理系新入社員にオススメの社会生活で役立つ書籍7冊

 この記事では、社会生活を送るうえで読むとためになる本を紹介します。社会に出て損をしないためには、社会のルールに関する基礎的な知識が必要です。しかし、社会に出てしまうと、これらの知識を体系的に教えてくれる人はいません。そのため、これらの知識をある程度、体系的に習得できるような書籍を今回の記事では紹介します。

 入社すると、研修などで「就業規則」や「健康保険組合」、「税金」に関する説明を受け、生活に関連するルールをおおまかに学びます。また様々な人から、生活の安定のために「生命保険」へ加入することを促されます。しかし、理系の大学で真面目に学問に励んできたとしても、これらに関する知識を得ることができません。そこで、この記事では、社会に出てから読んでおくとためになる書籍を7冊紹介します。

  • よくわかる労働法 第3版  (やわらかアカデミズム・〈わかる〉シリーズ)
  • 日本の税金 第3版
  • 生命保険とのつき合い方
  • 新版 会計学入門 第5版
  • 経済学・入門 第3版
  • TOEIC L & R TEST 出る単特急 金のフレーズ (TOEIC TEST 特急シリーズ)
  • 大学4年間の経営学が10時間でざっと学べる
  • おわりに
続きを読む

変化球はなぜ曲がるのか?マグヌス効果を直感的に理解する

 今回は、なぜ変化球が曲がるのかを紹介します。
   野球には、変化球が存在します。変化球は投球の際に、ボールに回転を加えることでボールの軌道が変化するという球種です*1。変化球は野球の投球術として、一般的に用いられています。以下の動画は、変化球の一例です。

 野球において変化球が一般的である一方、回転しているボールの軌道が変化するという現象は、理解しにくいものです。この現象はマグヌス効果と呼ばれます。しかし、変化球のボールの軌道の変化は、中学校理科程度の知識があれば直感的に理解することができます。早速ですが、変化球の軌道が変化する理由は、簡単にまとめると次の3つの過程で生まれると考えると理解しやすいです。

1.ボールが回転して進む。
2.ボールの回転に周りの空気が引きずられ、ボールから力を受けた空気が移動する。
3.同時に空気からボールは力をうけて、ボールの軌道が変化する(作用反作用の法則)。

f:id:cat2me:20190222090546j:plain
左に進み時計回りに回転するボールは、マグヌス効果によって上向きに変化する

 上の図では、ボールの軌道が変化する様子を表しています*2。まず進んでいるボールが回転すると、ボールに引きずられて周りの空気が移動します。そして進行方向とは逆向き、つまりボールの後ろ側の空気は移動します。このように、ボールから力を受けて周りの空気は移動します。そして、この空気の移動する向きは、ボールの回転と移動方向が決まれば常に一定です。作用反作用のために、ボールも空気から力を受けて移動します。これが、変化球が変化する理由です。

 以下では、2に関連する「実際にボールに引きずられて空気が移動する様子」や3に関連する「力を加えると逆に力をうけるという作用反作用の法則」について直感的に理解できるように詳しく紹介していきます。

  • 設定
  • 回転するボールの前後で、空気が移動する
  • 力を加えると力を受ける
  • おわりに

*1:フォークやナックルなどボールに回転を与えないことで変化させる変化球もあります。

*2:ボールに働く空気から受ける力は、揚力以外にも効力の成分がありますが、簡単のために揚力のみを図示しています。また、もちろんボールには重力も働きます。

続きを読む

マイクロフルイディクス(マイクロ流体力学)とは何か

 今回は、マイクロ流体力学について紹介します。また、最後にマイクロ流体力学を学習する際にオススメの教科書やYouTubeチャンネルを紹介します。

 マイクロ流体力学 (マイクロフルイディクス、Microfluidics、微小流体力学) とは、マイクロメートル程度の幅を持った流路(マイクロ流路)を流れる流体に関する流体力学です。少量の流体を操作する際に、マイクロ流路が用いられます。化学物質や生体試料など少量の流体を扱う際に、マイクロ流路は用いられます。

 マイクロ流体力学でも、通常の流体力学の法則はあてはまります。しかし、流路の大きさ(スケール)の違いによって、流体の流れなどに効いてくる効果に差があります。マイクロ流体力学はマイクロ流路に関する効果がまとめられており、マイクロ流路の設計などの際に体系的に指針とすることができます。

以下では、簡単にマイクロ流体力学について紹介します。

  • マイクロ流体力学とは
  • マイクロ流路内は層流
  • マイクロ流路では表面力の影響が大きい
  • マイクロ流体力学に関するおすすめの書籍やサイト
    • 予備校のノリで学ぶ大学物理・化学(通称:ヨビノリ)
    • 流れのすじがよくわかる流体力学
    • 界面の物理と化学
    • Theoretical microfluidics
    • Bahga Lab IIT Delhi チャンネル
    • 分子間力と表面力
    • 流体力学(前編)
  • おわりに
続きを読む

買って損しない機械工学にかんする教科書14選

この記事では、買って損しない機械工学にかんする教科書を紹介しようと思います。

授業や自習などで、ある教科書を買おうかどうか迷うタイミングがどなたでもあると思います。もしお金があれば、興味があったり授業で指定された教科書を全て購入すればよいと思います。しかし実際にはそうではありません。そこでこの記事では、機械工学にかんする買って損しない教科書を紹介します。

  • どういう教科書が買って損しない教科書?
  • 機械工学の俯瞰図
  • 教科書の位置づけ
  • 買って損しない教科書 機械工学編
  • 買って損しない教科書 物理編
  • おわりに
続きを読む

鉄道業界のキホン② - 川崎重工が苦戦する理由

この記事では、鉄道業界を主に鉄道車両メーカーに関する点から紹介していこうと考えています。 以前の記事では、川崎重工日立製作所などの鉄道車両メーカーの日本の産業における立ち位置を簡単に紹介しました。

cat2tech.hatenablog.jp

今回の記事では、世界における日本の鉄道車両メーカーの立ち位置などを紹介します。

  • 規制にかんして
  • メーカーの海外進出のときの規制
  • 企業の海外進出のときの壁
  • 鉄道車両事業の難しさ、川崎重工が赤字の理由
  • 企業が海外進出する理由
  • おわりに
続きを読む