試してフシギ

エネルギーの蓄積ゴムはエネルギーの貯金箱(No.68)

ゴムはエネルギーの貯金箱 ゴムはエネルギーの貯金箱

実験監修:名古屋市科学館学芸員 佐伯平二 
※監修者の役職は掲載当時のものです。
企画制作: 日本ガイシ株式会社

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。

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