土曜特別授業 メンターのひとり言

「リニアモーターカーの実験」の実験

今週土曜日は、夏休みに入ると言うことで、自由研究らしい鳥羽見寺子屋の特別授業「リニアモーターカーを作ろう」があります。
(すでに満員ですので8月にも実施します)

元々は小学館さんの本に載っているものをやってほしいという子どもからのリクエストに応えたものですが、これがいろいろテストしてみると、出来るのは出来るんですが、オペレーションを考えると不安なことがチラホラ・・・。

[新版]科学の実験 DVDつき: あそび・工作・手品 (小学館の図鑑・NEO 17)より

小学校低学年でも作れる作業レベルで、できるだけ長く走らせられて、出来るだけ速く走った方が感動も大きいだろうし、何回もやりたいだろうし、何度やっても壊れないように配線を工夫したり、あるあるなのが「放置」による加熱対策もしなければといろいろ考えると、結果、なかなか材料費が確定しません・・・。

ホントにご迷惑をおかけしております。

 

出来たのは・・・未来兵器?

とりあえず「やっぱ長くて速い方がいいよね」と、元ネタより10cm長い定規で、3倍の電圧である9V電池を使って試作してみたのですが、

超高速!!!

リニアモーターカーらしいものができたといえるものの、

「フレミングの左手の法則」の電磁力で高速に物体を射出する代物ができました😅

(ちょっと速すぎかな・・・)

にしてもこれ、リニアモーターカーっていうより、

SF作品でよく出てきて、最近防衛省も開発に力を入れることにした

レールガンじゃね??

防衛省、「レールガン」本格開発へ 極超音速兵器迎撃、対艦攻撃も:時事ドットコム

防衛省は、電磁力により弾丸を高速で発射する「レールガン」の開発を本格化させる。マッハ5超の「極超音速」で飛ぶミサイルの迎撃を主目的に、対艦攻撃での活用も視野に入れる。2022年度予算案に関連経費65億円を計上。実用化に向け、今後7年間にわたり研究を進める。

まぁ、ネットによくある「リニアモーターカーの実験」としては定番だし、いちおう(ギリギリ?)リニアモーターの部類に入るようなのでこれはこれでいいのですが、見た目をもう少しリニアっぽくしたいなぁと思ったのでちょっとだけそれっぽく仕上げてみました。

机の上がゴチャゴチャなのは気にしないでください…

レールが30cmだと短いけど、みんなでつなげてもらえばよりそれっぽくなるかなと。
(結構難しいと思うけど)

にしても、実際のレールガン同様、電池の消費がハンパない💦

電圧は大きいけど、容量の少ない9V電池はすぐに使えなくなりました・・・。

レールガンは火薬を使った大砲より速い弾を撃てますが、速くすればするほど電気を消費します。

単3でもすぐになくなったので、やっぱり単1とかにしないとダメかぁ・・・9Vの時の速度を出すなら6本必要だけど、ゴチャゴチャするから4本くらいが現実的かなぁ。

家で一人とかではないので、みんなが安全に作業するためなら電池ボックスにするのが一番安全だけど、単1の電池ボックスは予算が上がるし・・・難しい所。

 

リニアモーターカーはやっぱ浮かないと!?

あと、この実験だと(接地していないと電気が通らないから)、いわゆる「リニア中央新幹線」のような「磁気浮上」しないのが個人的には気になるところ。

寺子屋の特別授業は「作って終わり」じゃなくて、仕組みに踏み込んだ授業もする中で、やっぱ磁気浮上がリニアモーターカーのイメージなので、その説明をするのに、「レールガン」だと話がややこしくなるのが困りもの。

そこで、いつも勝手に参考にさせてもらっている、かざまりんぺい先生の坂道リニアモーターカーをちょっと加工して磁気浮上型の試作品を作ってみました。

ちゃんと浮いてます

ちゃんと浮いたけど、手動がなぁ・・・。

さっきみたいに見た目をリニア新幹線風にしてみたら、とにかく安定しない笑。

 

これはちょっと低学年では、難易度が高いかな!

磁石の本質をわかっていないと調整も難しいし・・・。

 

詳細はもう少しお待ちください!

ということで、当初の計画通りリクエストのあったタイプの方になりそうですが、もう少し試行錯誤させて下さい。

本当は、磁気浮上で浮き、電磁力(ローレンツ力)で走るというような両方合体しているものを作れると良いのですが、磁力と速度のバランスが非常に難しいですね。

私のパパッとした手抜き作業がダメなのか、なにせ磁気浮上はとにかく安定しない笑。

ガイドをもう少しちゃんと作る必要があるけど、じゃぁ2時間で両方作るとか難しいし、う~んどうしよう。

もう少し安定化させたものをデモでやるくらいが現実かなと。

あとはもう、両方合体させることを、子どもの自由研究にしちゃうしかないかな笑。

最近はとにかく忙しいので、なかなか時間を作れずにここまで来てしまったので、今さらながらに焦っております💦

  • この記事を書いた人

メンター 田中聖斗

名古屋市守山区で地域の学び舎『鳥羽見寺子屋』を主宰。塾に行けない・行きたくない子の学習指導や、子どもたちの学びを促す特別授業をやっています。子どもたちに寄りそうことを重視し、どんな子でも受け入れています。作家・企画屋・家庭教育アドバイザーです。花粉症の舌禍免疫中のため、現在は年中メガネです。

-土曜特別授業, メンターのひとり言