おうちで実験 妙技！紐を放しても落ちないペットボトル実験(動画付き)
おうちで直ぐにできる科学実験。
今回は簡単そうで意外と成功するにはコツのいる実験です。
ここでは
とお話ししています。
【出題】
隔月で寄稿している以下の記事をご覧にください。
以下は、改めて、出題(上は原稿上で出題を変更していますが、下に述べているのは当初のままの出題です)を大きな画像とともにご案内しています。
【おうちで実験！ 妙技！紐を放しても落ちないペットボトル実験(動画付き)】のやり方
【用意するもの】
靴紐
水入りペットボトル
割箸
【出題】
画像のようにペットボトルを吊るして靴紐から手を離すと落下します。
が、この方法であるものを使って落下しないようにしなさい。
ヒントはあるものは少し費用がかかります。
【答え】
あるものは5円玉です。
5円玉を靴紐の端に結び付けて行うと落下せずに途中でペットボトルは止まります。
コツは5円玉を摘まんで、動画の角度にすることです。
【動画｢妙技！紐を放しても落ちないペットボトル実験｣】
【解説】
靴ひもを放すとペットボトルの方が重いのでそちら側へ勢い良く落下します。
何故途中で止まるのかを簡潔に言えば｢位置エネルギー｣が｢回転のエネルギー｣に変わるためです。
靴ひもが落下し始めると、反対側の5円玉の重みによって、放した靴ひもの端が割り箸を中心に振り子のように振れます。
落下するにつれて回転の半径が小さくなるため、回転スピードが劇的に速くなり(角運動量保存の法則)、割り箸に一瞬で巻き付きます。
そして何周も巻き付くことで一層強い摩擦が発生する、キャプスタン効果が働きガチっと固定されて落下しないのです。
実験の成功の秘訣は
靴ひもよりタコ糸や麻ひもと言った方が成功し易くビニルひもと言ったツルツルしたひもは失敗し易い
ひもが短いと失敗し易く長すぎると絡まってしまい失敗し易いので適当な長さに調整する
割り箸は成功し易いですが金属やプラスチック製の棒では滑ってしまい失敗し易い
この3つに気をつけて材料を選ぶと成功する確率が劇的に上がり、いろいろな魅せ方ができます。
古くは大航海時代の帆をぐるぐると巻くことで保持したり、港で太いロープを何周か巻き付けて船舶を係留したり、劇場の照明や緞帳等もワイヤーを巻き付け保持していますが全てキャプスタン効果と言う摩擦の大きさを利用しています。
ひもやロープを巻き付けるだけで摩擦力が非常に大きくなり巨大な重さをコントロールする人類の叡智が生んだ物理的な技術です。
身の回りには｢〇〇しただけ｣｢〇〇しているだけ｣と言った目に留まらないモノも多くありますが、それを別の角度や別の発想で見てみると、ふとした瞬間に閃きが生まれることでしょう。
閃きこそが発見や発明の第一歩。
｢発明｣｢発見｣で自らの生活や人生が豊かになって、それが人類の生活や社会にも役立っていく、そんな気付きが今目の前にあるのです。
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