お化け缶ダンシング  ゴム 弾性エネルギー
 
 ゴムの弾性を利用したおもちゃを紹介!人形の頭をもってふりふりして床に置きます。すると一呼吸置いてから突然、ダンスを踊り始めます。電池は使っていないし・・・エネルギー源はいったい何でしょう?

「手 順」 作成時間15分程度

  1. おもりとする太めのボルトまたは鉄クギ5本程度をひもでしっかり結び、輪ゴム2本をつなげた中心部分にぶら下げる。
  2. アルミ缶を用意し、底にドライバーで穴を空け、上面は缶切りで2/3程切り込みんで内部に折り込む。
  3. おもりの付いた輪ゴムの一方を空きかんの底辺の穴に通し、つまようじで固定する。輪ゴムのもう一方は、フタのつまみの部分に引っかける。
  4. 缶を立てて紙袋等をかぶせ、一方向に振り回してから、よくすべる床に静かに置く。


ゴムを引き出してみるとこの通り上蓋のフックに引っかけると都合良い。  
缶に紙袋などをかぶせるなどするとまた楽しさが増します。 

動 画: 缶を振っておくと少したってから動き出す


「注意と工夫」

  1. おもり付き輪ゴム部分を缶の内部に入れるとき、手をけがしないように注意してください。あらかじめ缶の底辺部から誘導用の糸を通しておき、輪ゴムの一方にしばり付けて引っ張り通せば安全です。
  2. 動画のようにたくさん振り回せばそれだけ缶はいきよいよく回転しますが、ゆっくり怪しげな動きの方がかえっておもしろみがあります。軽く振って静かに置くと、いったん静止したものがゆっくりと動き始めるので、見学者は「ややっ!」と反応するはずです。ただし、よくすべる床で行って下さい。でないとただ倒れるだけで終わってしまいます。
  3. 床に転がしても楽しめます。いきよいよく転がすと、ある一定のところから逆送して戻って来るというものです。

「解 説」

ゴム内部のエネルギー解放・・・ポピュラーな工作に、転がすと戻って帰ってくる空きかん作りというのがありますが、この実験工作は、缶を立てた状態で楽しむというものです。工作前の演示で缶の中がどうなっているかを考察させるといいでしょう。エネルギーというものは、いろんなエネルギーに変換できるのですが、例えば、貯蔵されたエネルギー(ポテンシャルエネルギー)が運動エネルギーに変わるということがあります。ゴムの弾性エネルギーもその一形態で、延伸状態や圧縮状態にある物質には物体の形が変えられたことによる内部のエネルギーが蓄えられ、それが解放された際に運動エネルギーとなって放出されるというものです。缶の振り回しにより、おもりがゴムを引き延ばしてエネルギーが蓄えられ、力から解放されて放出されたエネルギーが缶を動かしているわけです。

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空きかん、なめたらアカン!

「参 考」科学マジックでアッといわせよう(Jim Wiese 山崎訳 丸善)
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編集:山田暢司