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おもしろ科学実験室(工学のふしぎな世界)

 

逆立ちこまを回そう!

 
2010年12月1日
静岡大学 工学部
藤間 信久 / 原 賢輔 / 藤田 晶子 / 村松 淑美


逆立ちこまの回転の様子をよく観察しよう

逆立ちこまのひみつ♡
自分ではちゃんとまっすぐ回っているつもりが・・・
知らない間に芯が傾いて、気が付くと逆さに回っていた。
とほほ・・・


逆立ちこまのしくみ
  • 逆立ちこまは、芯が傾いても、はじめの回転軸のまわりを回り続ける。(ポイント①)
    (普通のこまとのちがいに注意)
  • 重要逆立ちこまの形は球に近い。
  • 重要逆立ちこまの重心は球の中心より下にあり、重心のまわりを回る。
  • 逆立ちこまは球の中心線下で床に接し、そこにまさつ力が生じる。(ポイント②)
  • 床に接している部分のまさつ力によって、こまの芯はすべるように傾く。
    まさつ力がこまを逆立ちさせる力だ!

逆立ちこまをつくろう

材料:こま本体、こまの芯 (それぞれ、大きいこま、小さいこまの2種類)

1

こまの芯を、こま本体にまっすぐさしこむ。

こまの芯を、こま本体にまっすぐさしこむ。

2

芯と本体との間にえんぴつでしるしをつける。

芯と本体との間にえんぴつでしるしをつける。

3

いったん、芯をぬいて、ものさしで芯の長さをはかり、しるしをつける。

長さは、2でしるしをつけたところからはかる。

いったん、芯をぬいて、ものさしで芯の長さをはかり、しるしをつける。長さは、[2]でしるしをつけたところからはかる。

4

芯を板の上において、3でつけたしるしのところへカッターの刃をたてて、ころがすようにしながら、芯を切っていく。
(あるていどまで切れたら折ってもよい)

芯を板の上において、でつけたしるしのところへカッターの刃をたてて、ころがすようにしながら、芯を切っていく。(あるていどまで切れたら折ってもよい)
5

芯に接着剤をつけ、こま本体にまっすぐさしこむ。

芯に接着剤をつけ、こま本体にまっすぐさしこむ。

6

接着剤がかわく前に、芯の部分をハンドドリルにはさみドリルを回して、芯がまっすぐになるよう調整する。
(こまがぶれないようにする。)

接着剤がかわく前に、芯の部分をハンドドリルにはさみドリルを回して、芯がまっすぐになるよう調整する。(こまがぶれないようにする。)
7

接着剤が乾いたら 試運転
必要に応じてこまの表面を紙やすりでみがく

接着剤が乾いたら 試運転。必要に応じてこまの表面を紙やすりでみがく

8

こまの芯をドリルに取り付ける。ドリルを回しながら、ペン先をこまに触れさせきれいな円を描く。

こまの芯をドリルに取り付ける。ドリルを回しながら、ペン先をこまに触れさせきれいな円を描く。
完成

完成

保護者・教員の方へ

逆立ちこまは、手軽につくることができる、かなり手ごわい剛体力学の対象です。 子ども向け工作教室指導者のためのバックグランドとして、『数理科学(酒井高男、211、30 (1981))』を参考に逆立ちこまの力学をまとめておりますので、参考にしてください。

子ども向け工作教室指導者のための解説書
掲載図解
※このページに含まれる情報は、掲載時点のものになります。

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