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実験

坂(さか)をのぼるふしぎなコマ

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実験 坂(さか)をのぼるふしぎなコマ

のぼり坂(ざか)になっている橋(はし)の低(ひく)いほうにコマをのせると……ふしぎ!
コロコロと回(まわ)りながら坂(さか)をのぼっていくよ。 いったいどうして!?

用意(ようい)するもの

材料(ざいりょう)

・クリアファイル
・長(なが)い棒(ぼう)(つっ張(は)り棒(ぼう)や50cm以上(いじょう)のじょうぎなど/2本(ほん))
・大(おお)きめのクリアカップ(10個(こ))

必要(ひつよう)な道具(どうぐ)

・白(しろ)い紙(かみ)
・コンパス
・じょうぎ
・ペン
・分度器(ぶんどき)
・油性(ゆせい)ペン
・はさみ
・セロハンテープ

坂(さか)をのぼるふしぎなコマの作(つく)り方(かた)

[1]

分度器(ぶんどき)とコンパスを使(つか)い、紙(かみ)に下(した)のような展開(てんかい)図(ず)をかく。もしくは、「展開(てんかい)図(ず)をダウンロードする」のボタンからダウンロードして印刷(いんさつ)してもいいよ。

まずはコンパスで半円(はんえん)をかき、中心(ちゅうしん)から半円(はんえん)のはしに向(む)かってじょうぎで線(せん)を引(ひ)く。
分度器(ぶんどき)で135°(ど)のところに印(しるし)を付(つ)け、中心(ちゅうしん)から印(しるし)を通(とお)って半円(はんえん)まで線(せん)を引(ひ)く。「のりしろ」部分(ぶぶん)を忘(わす)れずにつくろう。

展開図をダウンロードする

[2]

展開(てんかい)図(ず)の上(うえ)にクリアファイルを重(かさ)ねて油性(ゆせい)ペンでなぞり、はさみで切(き)る。
※クリアファイルの切(き)り口(くち)で手(て)をケガしないように注意(ちゅうい)する

のりしろ部分(ぶぶん)はクリアファイルの反対(はんたい)側(がわ)からもなぞっておく。
クリアファイルは2枚(まい)重(かさ)なっているから、2つ同時(どうじ)につくれるよ。

[3]

写真(しゃしん)のように円(えん)すいの形(かたち)に丸(まる)め、セロハンテープでとめる。この円(えん)すいを2個(こ)つくる。

先(さき)にとがったほうを巻(ま)きつけるようにとめる(①)。形(かたち)を整(ととの)え、残(のこ)りの部分(ぶぶん)をとめる(②)。

[4]

[3]でつくった円(えん)すい2個(こ)を合(あ)わせてセロハンテープでとめる。このとき、2個(こ)の円(えん)すいののりしろ部分(ぶぶん)が正反対(せいはんたい)の位置(いち)にくるようにする。

円(えん)すいがゆがまないように4か所(しょ)くらいを軽(かる)くとめる。

[5]

逆(さか)さに置(お)いたカップ(一方(いっぽう)は1個(こ)、もう一方(いっぽう)は4個(こ)重(かさ)ねる)の上(うえ)に棒(ぼう)をわたし、坂(さか)になった「橋(はし)」にする。
この橋(はし)を2本(ほん)つくり、間(あいだ)にコマを置(お)いても落(お)ちないくらいはなして並(なら)べる。

実験(じっけん)しよう

[1]

坂(さか)の高(たか)いほうにコマを置(お)くと……低(ひく)いほうに向(む)かって転(ころ)がっていく。

この時点(じてん)でうまく転(ころ)がらないときはコマの表面(ひょうめん)や棒(ぼう)に段(だん)差(さ)がないかたしかめよう。

[2]

低(ひく)いほうのカップを片方(かたほう)だけにして、上(うえ)から見(み)たときに棒(ぼう)が「ハの字(じ)」になるように橋(はし)を動(うご)かす。
高(たか)いほうのカップのはばを変(か)えながら次(つぎ)の[3]の実験(じっけん)をしてみよう。

低(ひく)いほうのカップは1個(こ)にして、棒(ぼう)2本(ほん)をのせる。

[3]

坂(さか)の低(ひく)いほうにコマを置(お)くと……転(ころ)がりながら坂(さか)をのぼっていく!

なぜ どうして?:コマが坂(さか)をのぼるしくみ

実験(じっけん)をよく観察(かんさつ)すると、はじめはコマの太(ふと)いところで橋(はし)にのっていたのに、坂(さか)をのぼったところではコマの細(ほそ)いところで橋(はし)にのっている。
コマが坂(さか)の下(した)から上(うえ)に移動(いどう)したからのぼっているように見(み)えたけれど、コマの中心(ちゅうしん)に注目(ちゅうもく)すると、実(じつ)は上(うえ)から下(した)に移動(いどう)していたんだね。

発展(はってん):円(えん)すいの角度(かくど)を変(か)えてみよう

ここまでの実験(じっけん)では135°(ど)で円(えん)すいの展開(てんかい)図(ず)をかいてコマをつくったけれど、この角度(かくど)を変(か)えるとどうなるだろう?
コマが坂(さか)をのぼる理由(りゆう)を参考(さんこう)に結果(けっか)を予想(よそう)してから、いろんな角度(かくど)で実験(じっけん)してみてね。

注意(ちゅうい)

・実験(じっけん)は、必(かなら)ずおうちの人(ひと)といっしょにしよう。
・実験(じっけん)前(まえ)にこの作(つく)り方(かた)とヒント、注意(ちゅうい)をしっかり読(よ)んで、まちがった手順(てじゅん)で行(おこな)わないようにしよう。
・実験(じっけん)に使(つか)う材料(ざいりょう)は、おうちの人(ひと)に用意(ようい)してもらうこと。
・実験(じっけん)のあとは、おうちの人(ひと)といっしょにあとかたづけをして、小(ちい)さい子(こ)どもの手(て)がとどかないところにしまうこと。

監修(かんしゅう):秀明大学(しゅうめいだいがく)/大山(おおやま)光晴(みつはる)

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