2017年9月23日の記録の第2ページです


 動滑車 (井階さん  

 病院での病気療養中にクレーンの構造に興味を持った井階さん。前田さんから譲ってもらったボーリングの球を利用して、いきわく3にある動滑車を作ってみました。

 綱を動かそうとすると、綱と滑車の摩擦が大きく、動き始めはなかなか動きませんが、動いてしまえば摩擦力はは動摩擦力になるのでゆっくり引き上げれます。

 始めはやっかいだと思っていたこの摩擦の大きさですが、任意の状態で手を離してもボーリング球を支えてくれます。これは便利!
 滑車は廃棄机の天板に貼り付けています。
 引っ張る長さが滑車無しの何倍になるかを任意の状態で、綱を折りたたみ、確かめることができます。

 これなら生徒たちも仕事の原理を楽しく実感を持って理解できることでしょう!
 右の太い綱は始めの長さの目安となっています。

 飛行機が飛ぶことができる主要因は? (奥村さん  
 飛行機が空を飛ぶことができる理由として、ベルヌーイの定理で説明されることがあります。

 奥村さんは杉本さんとのペーパーブーメランの開発の際に、厚みを変えることよりも、ねじりを作ることで戻ってくるブーメランを作ることができた経験から、飛行機が飛ぶのは翼の形状に依存するベルヌーイの定理による効果よりも、凧が飛ぶ原因となる、風から受ける力積によって浮かぶ効果の方がずっと大きいと直感的に感じてきました。

 ペーパーブーメランの教材化の経験から疑問を持つ奥村さん。
 はたしてそれは正しいのかという課題について、意見が飛び交いました。

 山本さんは凧が飛ぶ原理でもあるコアンダ効果の影響が大きいと考えているということで、林さんは戦闘機がひっくり返って飛ぶことから図のように翼の形では、逆立ち飛行を説明することができず、大昔の飛行機の翼がそのような形をしていたが、現在では上下ほぼ対称についていること。また、その頃はそもそも飛ぶ理由があまり解明されていなかったのではないかと述べていました。
  林さんによる飛行機の形状の変遷についての語ってくれました。

 現代版!フィゾーの光速度測定(林さん 
 光速度測定装置を開発してきた林さん。

 これまでと光源を変更し、青色LEDを発振器で振動数10MHzで発光させています。これはこれほど高い周波数に変調可能な青色レーザーが3万円ほどし、高額であるためです。
 また、矩形波をコイルを直列に接続することで波形を整えsin波にしています。

 このsin波を凸レンズ集光し、コーナーキューブプリズム板で反射後、45°振られたビームスプリッターで反射され、フォトダイオードで電気信号に変え、オシロスコープに表示されます。
 この装置では、その波形をホールドし、コーナーキューブプリズム板を遠ざけることで、ホールドしたの波形との位相差から時間のずれ凾狽ェ分かり、遠ざけた距離凾kとの関係から光速cが計算できます。
 安価にという取り組みは林さんの熱い情熱で続いています。
 オシロスコープに波形を表示するまでの反応時間が等しいために、正確な位相の差を取れることになります。

 しかし、プローブを他の物に入れ替えるだけで、オシロスコープには位相差が生じてしまいます。そのため、装置は触らずが原則で、光速度測定で距離Lを変える際、装置で動かすところは反射鏡だけにすることで、問題を最小限にしています。

 例会での測定値は、凾k=2.36mのとき、凾煤15.6nsでした。ゆえに、光速v=2凾k/凾煤3.03×108となり、素晴らしい精度で光速度の測定が可能です。
 オシロスコープに表示されたsin波。ここから位相差を調べます。


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