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。 |
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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 |
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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。
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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。 |