ふしぎのトビラ 〜ふるさとサイエンス

今回のメインテーマはブーメランがなぜ戻ってくるのか？でした。これに関連して、自転車の車輪を使って、回っているものに働く不思議な力を体験する実験をしました。

最初の実験は、自転車の車輪に取っ手をつけ、その一方にヒモを結びます。もう片方は手で支えています。手を離せば、車輪は横になってヒモにぶら下がります。常に下に向かって重力が働いているからです。

ところが、車輪を手で回してやると…

意外なことに手を離しても車輪は縦になったまま、コマのように水平に回るのです。重力を無視したような不思議な動きです。

回っているものは、外から力を加えない限り姿勢を保つ性質があります。そして力を加えると、加えた向きとは違う方向に回ろうとします。このような性質を「ジャイロ効果」といいます。コマの首ふり運動やブーメランが戻ってくるのもこの力が大きく作用しています。

次の実験は、はしのさんに陶芸で使うロクロの上に乗ってもらい、車輪を両手で持ってもらいます。しっかり車輪を回したところで、ゆっくりと手に持った車軸を前後に傾けてもらいます。

すると、ロクロに乗ったはしのさんが回転し始めました。逆の方向に傾けると、はしのさんも反対の向きに回りだします。縦方向に回そうとする力が、水平方向の力になったのです。

小さなモーターから自転車や車の車輪、スピンするフィギアスケート選手にヘリコプターのローター、大きなものでは地球もくるくる回っています。小さなものから大きなものまで、回っているものには同じ法則が働いていると思うと、ちょっと不思議な感じがしますね。