ペットボトル・ブーメラン  PET Boomerang



なっちゃんのPETで作ったブーメラン
○こんな実験です
ペットボトルの容器下半分にあるくぼみを3枚使って,室内用ブーメランを作って飛ばします。形を工夫したり,ひねりを加えで,確実に戻ったり,大きな円を描くようにしてみよう。

○こんなことが学べます 
ブーメランが戻ってくる原理や,そのように飛ばすとうまくキャッチできるのかが体験できます。

○こんな仕組みです
図1のように,右手でリストを利かせて左へ投げると,上のプロペラの回転方向と受ける風の方向が逆なので,相対的に強い向かい風になり,大きな揚力が発生します。
一方下のプロペラは追い風となり,揚力が小さくなります。この力の差により,ブーメランは手前に倒れようとします。
ところが,回転している物体は角運動量の保存により,回転軸を保とうとして,その軸の周りの回転が始まります。これを歳差運動といいます。自転車が進んでいるとき,ハンドルを倒すとその方向に回転するのと同じです。
図3はブーメランの面の歳差運動を示したものです。1の状態で投げ出すと,倒れる力により2,3と移っていき,最初の軸の方向を保った回転が生じます。実際にブーメランは進んでいくので各面を進行方向に配置すると,図4のようにブーメランが回転しますが,進むにつれいつも同様な歳差効果があるため,さらに面が回転して戻ってきます。

図1 リストを利かせて投げよう

図2  ブーメランに働く力と回転

図3 ブーメランの回転面の歳差運動
○準備しよう
ペットボトル(側面にくぼみのあるもの)1本(2組できる),ホッチキス(大)またはタッカー,はさみ,カラー油性ペ

○作ってみよう
@ ペットボトルのくぼみを3枚切り取ります。
A 凸側を上にして,互いに120゜になるように3枚の端を重ね,ホッチキスで止めます。
B 好きな色で,好きなパターンに模様を描きます。


図4 戻ってくるブーメランの実際の運動
○遊び方
縦にして,リストを利かせてスナップで飛ばす。
いろいろ投げ方や,羽根のひねりを工夫してみよう。