ボール紙で工作 ～トコトコ歩く目玉クリップを作ろう～

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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

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）。
足を目玉クリップではさむ。
ぼう（鉄線）の両端に安全キャップを付ける。
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）。
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。
ぼうの両側から目玉クリップをさし込む。
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

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。
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。

横から観察正面から観察
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

横から観察

正面から観察

厚紙の足はきれいに切りとられているか（切り直す）。
クリップがしっかり足をはさんでいるか。
足の長さが同じか（ぼうが水平になるか）。
足の位置が中心から同じ距離にあるか。
足が位置決めチューブで固定されていないか。
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。

掲載大学
学部

山形大学工学部

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2019-03-22