Physics for kids

表面張力 ー しょうのう船

力の分解 ー ヨットはなぜ風上にすすめるか?

実験風景

しょうのう船

船体は,スーパーの総菜のふたを船の形に切り抜いたもの

表面張力 ー はりがねのアメンボ

アメンボはどうして水に浮かんでいられるのかと聞いてみると「足に毛が生えているから」という答えが返ってきました.針金でも浮くんだよ,と実演して見せると大変驚きます.石鹸を入れると表面張力が小さくなって沈んでしまうことを教えると我先にやってみて本当に沈むことを見て不思議がります.足の形を工夫させると熱心に取り組む子もいます.

 アメンボは最近あまり見られなくなりましたが家の中にも同じ現象はいくらでもあります,お風呂に入ったときクモなどがお湯に浮かんで動きまわっていたりするのも同じです.手桶にすくってお湯に石鹸をつけると沈んでおぼれてしまいます.

動画ー風は手前から吹いています.

動画

揚力(ようりょく) ー Xジャイロはなぜまっすぐに飛んで行くのか。

野球のボールは、放物線で飛ぶ。(重力のため)

Xジャイロや、フリスビーは、もっとまっすぐに飛ぶ

これは飛行機が浮くのと同じ力(ようりょく)が働くから。


フリスビーとXジャイロは似ている!

1.回転して姿勢を安定させる。

2.その姿勢を保ったままで空気中を進むために飛行機の翼のようなようりょくが発生する。(右図)

つくってみよう!

紙やプラスチックシートを丸めてセロテープで留めて、リング部分をビニールテープなどで重くしよう。


リングはジャイロの役割をする。ここが直径が大きくてある程度の重さが必要。軽いと途中で回転が止まってしまう。

重心の位置が大切。前過ぎると落ちて、後すぎると上がって行ってしまう。目安は前から1/3のところ。

筒は、浮かぶ力(ようりょく)を生む。短すぎると重さを支えられないが、長すぎても抵抗になって遠くに飛ばない。

実験

回転をつけないで飛ばすと、姿勢が保てなくて遠くに飛ばない。(ジャイロ効果。フリスビーもまわさないとよく飛ばないですね。あれと同じ)。

重りを減らすと、姿勢が保てないでまっすぐ飛ばない。ジャイロ効果にはある程度の重さが必要だ。

リングだけで、翼の役目をする筒をなくすとよく飛ばない。(筒がようりょくを生んでいることがわかる)

巨大Xジャイロで実験中

こちらから吹いているのに、ヨットは手前に進んできます。ヨットは横に進めないように下側に板(キール)がついているのがポイントです。

ボートの作り方ー発泡スチロールをナイフで切り出し、下に溝を作ってクレジットカード等を差し込みます。つまようじをたてて紙を貼り付り、セールにします。

実験 セールの角度が重要です。また、セールをたてる場所によってまっすぐ進まなくなりますね。どうしてでしょうか。考えてください。