科学を楽しむ木の遊び具・おもちゃ
ちゆう工房
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        ふしぎなシーソー

    


重さの同じ人形を一方はシーソーの端に、もう一方を支点寄りの位置に乗せると、端に乗せた人形が上がり、支点寄りに乗せた人形が下がります。

なぜ?

どんなしくみで端に乗せた人形のほうが上がるのだろう?
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                        ふしぎなシーソー          普通のシーソー        ロバーバル機構のシーソー
 

                      
しくみ

ふしぎなシーソー」はロバーバルの機構の支点を上にずらしてシーソーのような形にしたものです。形は似ていますがロバーバルの機構ではありません。
支点を上にずらしたために、端の人形Aの上がった距離より、支点寄りの人形Bの下がった距離が大きくなります。仕事量の釣り合いから人形Bは人形Aより軽くて釣り合うのですが、同じ重さのため、人形Bが下がります。
さお部(上のビーム)の傾きを10°として、さお、支柱および枝部での人形までの長さ(実寸法)を枝部の直線式に入れて計算すると、a=12㎜、b=15㎜となりました。
「普通のシーソー(支点は上にずらしてある)」では、人形Bより人形Aの変位が大きく、仕事量の釣り合いから人形Aが下がります。
「 ふしぎなシーソー」で、さおの中点にピンを差し替えて支点とすると、「ロバーバル機構のシーソー」になります。

* ロバーバルの機構(ロバーバルバランス)は上皿天秤に使われている平行リンクの機構で、同じ重さのものなら、皿のどの位置に載せても釣り合います。

参考
ロバーバル機構
・鈴木:上皿天秤のつりあい機構ーロバーバル機構ー,科学教育 34(4) (1986)
・Wikipedia:Roberval Balanceなど
 

           

こぼれ話
「ふしぎなシーソー」は枝部のどこに人形を乗せてもつりあうロバーバル機構のシーソーを作るなかで、偶然できたものです。
まったくオリジナルなものを作るのは難しいのですが、作品作りでは既存のものからでも、何か一工夫を加えるよう心がけています。このとき、やはり考えているだけでなく、作ってみることが大事で、試行錯誤を繰り返しているうちに、使えるアイデアが出てくると実感しています。


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