【物理おもちゃ】力学編

【物理おもちゃ】力学編

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小さい子どもも、大きい子どもも楽しめる、物理法則を手元で体感できる物理おもちゃを紹介。不定期に更新します。

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■コンテンツ

1. オイラー円盤
2. リングキャッチャー
3. ニュートンのゆりかご
4. ジャイロスコープ
5. 波振り子
6. 砂振り子
7. スキューダイス
8. スパイラルサンキャッチャー
9. キャンドルシーソー
10. おしゃれヤジロベエ

■1. オイラー円盤

定番の物理おもちゃで、通常のコインや円盤よりはるかに長く回転を続ける。運動エネルギーとポテンシャルエネルギーの交換をデモンストレーションしており、音のピッチ変化も興味深い。


■2. リングキャッチャー


手軽にできるマジックの一つ。複雑な仕掛けがあるわけではなく、リングと鎖の摩擦を伴う運動を利用したもの。


■3. ニュートンのゆりかご

ニュートンのゆりかごも、ご覧になったことがある人も多いだろう定番の物理おもちゃだ。運動量やエネルギーの伝達の仕方を視覚的に学ぶための装置として用いられる。

記事『ネコと遊べる物理おもちゃ』にて、ネコによるデモンストレーションを紹介している。


■4. ジャイロスコープ

ジャイロスコープは、角運動量保存則の性質を体感できる興味深いおもちゃ。重力に逆らって傾いた円盤が垂直方向に回転するのを観察することができる。詳しい説明は『角運動量』を参照。
ジャイロスコープ
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■5. 波振り子

長さの異なる振り子を調節して並べるだけで、興味深いパターンを見せてくれるおもちゃ。仕組みについては『振り子の運動』を参照してほしい。


■6. 砂振り子

振り子の運動により、砂の上に美しい曲線が描かれるリラックスアイテム。オブジェとしておすすめ。


■7. スキューダイス


いびつな形をしたサイコロだが、振ったときに出る確率はどの面もフェアだ。これは、同じ面で作れる六面体は、正六面体だけではないという事情による。正六面体であれば、一つの面を90度回転させても正方形なので形は変わらないという性質を持つが、その対称性はサイコロの公平さには関係ないため、面の形さえ同じであれば、面の90度回転対称性がなくともフェアなサイコロになるのだ。

ただし、外形が厳密に製造されていると仮定しても、面ごとに掘られる体積がわずかに異なるため、よほど精巧に作られたものでなければ些細な偏りは出るが、これは通常のサイコロでも同じことである。


■8. スパイラルサンキャッチャー


らせん状のワイヤが回転することで、上下に運動しているかのような錯覚を起こさせるアート作品。値段も手ごろで、おしゃれなだけじゃなく、何となく知的な印象を与えるインテリア。


■9. キャンドルシーソー


人形の乗ったこのシーソーのおもちゃは、ろうそくで熱せられることで、重りを制御しているコイルが縮んで重りの位置を変え、シーソー全体の力のモーメントのつり合いが変化し、シーソーが反対に傾くという仕組みである。その後、炎から離れたコイルが冷却されることで、重りの位置が再び反対側に移り、炎が消えるまでこれを繰り返す。


■10. おしゃれヤジロベエ


重心の位置を低くとることで、自ら体勢を保とうとするよう設計された古典的なおもちゃだが、デザインによってはとてもクールなおもちゃにもなる。また、見ているだけで癒しの効果もあるよう。


■その他のおもちゃ

>>電磁気・光学編
>>熱力学・流体力学編

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