どうしてなのかな?
ゴムは引っ張れば簡単に伸び、手を放すと元に戻ります。この性質から、伸ばしたりねじったり、ゴムの形を変えることでエネルギーを蓄え、動力として利用することができます。ゴムを動力にして動くおもちゃは、その身近な一例です。
でも、どうしてゴムはエネルギーを蓄えることができるのでしょう?
そうかなるほど!
ゴムは外からの力に応じて形を変え、力が加わらなくなると元の形に戻る「弾性」という性質を持っています。ゴムはたくさんの分子が鎖のように長くつながって、ところどころで橋がかかっているような構造をしています。この構造は自由に変形することができるため、引っ張ると長く伸びますが、引っ張る力がなくなると元の状態に戻ります。ゴムはこうして引っ張られることでエネルギーを蓄え、元の形に戻ることでエネルギーを放出して動力をつくりだすのです。
ゴムの弾性を利用して動くおもちゃをつくってみましょう。
・バルサ材 2枚
(タテ8×ヨコ8×厚さ0.3~0.5cm程度)
・トイレットペーパーの芯 1個
・輪ゴム 10本
・サンドペーパー 1枚
・針金(太さ0.5~1mm) 20cm
・ろうそく(10号) 1本
・割りばし 1本
・木工用接着剤
・コンパス
・カッターナイフ
・彫刻刀
・キリ
工作の完成品
-
1
バルサ材2枚で車輪をつくります。半径3.5cmの円を描きカッターナイフで切り出します。
-
2
車輪の切断面をサンドペーパーできれいに仕上げ、中心に彫刻刀で穴(1cm程度)をあけます。
-
3
トイレットペーパーの芯を6cmの長さに切り、その両端に車輪を木工用接着剤で固定します。
-
4
ろうそくを1cmの長さに切り、その中央に割りばしが半分ほどはまるみぞを彫刻刀でほります。また、ろうそくの穴を輪ゴムが通るようにキリで広げます。
-
5
5cmに切った割りばし、輪ゴム10本、割りばし1本を図のように組み立てます。輪ゴムを針金にひっかけトイレットペーパーの芯の中へ通します。5cmに切った割りばしは木工用接着剤で車輪に固定します。
-
1
指で割りばしをグルグル回し、輪ゴムをねじることでエネルギーをたくわえます。
-
2
床に置いて割りばしから手を放します。ろうそくと車輪の間に適度な摩擦が働き、輪ゴムは蓄えたエネルギーをゆっくりと放出します。
NGKサイエンスサイトで紹介する実験は、あくまでも家庭で手軽にできる科学実験を目的としたものです。工作の完成品は市販品と同等ではなく、代用品にもならないことを理解したうえで、個人の責任において実験を行ってください。
NGKサイエンスサイトは日本ガイシが運営しています。ご利用に当たっては、日本ガイシの「プライバシーポリシー」と「ご利用条件•ご注意」をご覧ください。
本サイトのコンテンツ利用に関しては、本サイトお問い合わせ先までご相談ください。