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おもしろ科学実験室(工学のふしぎな世界)

ボール紙で工作 ~トコトコ歩く目玉クリップを作ろう~

2015年2月24日
山形大学 工学部 地域貢献推進室

ボール紙を使った簡単な工作で、トコ・トコ・トコ・トコとかわいい音をたてながら下りおりる
おもちゃを作って実験してみよう。

トコトコ歩く目玉クリップ

準備するもの

  • ぼう(鉄線、長さ25cm、太さ4mmくらい。園芸用のシート押さえを切って使える。また、材木や竹などを使う場合には、両端に粘土のおもりを付ける)
  • 目玉クリップ(口幅40mm、2個)
  • ボール紙(いため紙B5判)
  • えんぴつ
  • はさみ
  • わりばし
  • セロテープ
  • 足型(ボール紙に直接コンパスで半径9cmの円を描き、はさみで切り出し、足を作ってもよい)
  • 位置決めチューブ(写真は絶縁キャップを切ったもの。輪ゴム・セロテープで代用できる)
  • 安全キャップ(写真は絶縁キャップ。セロテープを巻いてもよい)
  • 傾斜板
  • ストップウオッチ

作り方

  1. ボール紙に、えんぴつで足型(半径9cm)をうつし、まず四角に切り出してから円弧に沿ってはさみでていねいに切る(足を2枚作る)。

  2. 足を目玉クリップではさむ。

  3. ぼう(鉄線)の両端に安全キャップを付ける。

  4. わりばしの上にぼうをのせ、中心を見つける(えんぴつで印をつける)。

  5. 安全キャップを抜いて、位置決めチューブ2個(あるいは1個)をぼうにかぶせ、中心近くに置く。

  6. ぼうの両側から目玉クリップをさし込む。

  7. ぼうの両端に安全キャップを付ける。
    *安全キャップはセロテープで代用でき、位置決めチューブは輪ゴムで代用できる

    *目玉クリップの外側にセロテープを巻いて、それ以上広がらないようにしてもよい

歩かせ方

  1. 位置決めチューブをセットして、足(厚紙)の間隔(約4cm)を決めて、斜面の上におき、ぼうの端を軽くたたいて左右に振らせてみる。
  2. うまくできていると、交互に足を踏み出しながら歩きだす。

  3. 傾斜板の上部(スタートライン)から机・床に着地するまでの時間を計ることで、競技にすることができる。もし途中で止まったときには何度でも再スタートすることができることとし、最後まで走らせる。その場合、より下側の棒の端を軽くたたくようにするとうまく再スタートできる。

うまく歩かない場合

  1. 厚紙の足はきれいに切りとられているか(切り直す)。
  2. クリップがしっかり足をはさんでいるか。
  3. 足の長さが同じか(ぼうが水平になるか)。
  4. 足の位置が中心から同じ距離にあるか。
  5. 足が位置決めチューブで固定されていないか。
  6. 足の間隔が斜面の角度に合っているか。
    -->角度がゆるいとき「せまく」、急なとき「広く」。

なぜトコトコ歩くのか

この歩きは、一種の振動である。
この歩きの条件は、左右にゆれることであり、片足が空中にある間に前に踏み出されることである。そこで、歩行を続けさせるためには、全体が左右にゆれ続けなければならない。ゆれは摩擦などによって小さくなっていくが、うまく作ると、斜面を下ることによって、位置エネルギーが運動エネルギーに変わり、ゆれが小さくならない。
左右のゆれが続くように、足のはさみ位置や間隔・斜面角度など、いろいろ工夫してみる。

※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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