家庭にあるもので電磁力の実験 | ひろじの物理ブログ ミオくんとなんでも科学探究隊

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 小5になった娘(といっても、まだ学校は1日しか行っていません・・・新型コロナめ!)がとつぜん、こんなことをいいました。

 

さき「きょうのお勉強は、モーターの説明をしてくれるんだよね。約束したもん」

ひろじ「したっけ?」

さき「したよ。学校でつくったモーターのクルマがうごかないのを、なおしてくれたじゃん。そのとき、どうして電池でモーターが回るのって聞いたら、あしたねって」

ひろじ「あー、思いだした。あのクルマね。あのひどい設計のやつ。そもそも、説明書のやりかただとスイッチがうまく働かなかったから、お父さんが改造してあげたっけ。でも、そのとき、そんな約束、したかなあ」

さき「おとうさん、お酒飲んで、半分眠ってたから、忘れちゃったのかな」

ひろじ「え、半分寝てた?・・・あ、そうかもしんない。半分寝てたのに、われながら、よく直せたなあ・・・」

 

さき「じゃ、いいね!」

ひろじ「うん、それじゃあ・・・あ、実験に使う材料、職場に全部持って行っちゃった・・・」

さき「じゃ、実験なし?」

ひろじ「いやあ、それじゃあ、わかんないよ。ちょっと、待って。使えそうなものを探して見るよ。・・・電池は、あった。導線はないから・・・かわりに電流の流れるものを・・・あ、キッチンにアルミホイルがあったな。あとは、磁石・・・も、全部学校に持って行っちゃったか・・・あ、これがあった!」

さき「あ、かべにくっつけるやつだ」

 

 

ひろじ「電池に、アルミホイルに、磁石つきクリップ」

さき「これで、何の実験をするの?」

ひろじ「フレミング(冒頭のイラストの人)の電磁力の実験。正式には中学校でならう法則だけど、モーターがどうして動くのかを説明するには、この実験を見てもらう必要があるんだ」

さき「なになに? どうなるの?」

ひろじ「まあまあ。実験しながら、説明するよ。まず、アルミホイルを適当に切って、導線のかわりにする」

 

 

ひろじ「こんな感じかな」

さき「えー、これなの?」

ひろじ「まあまあ。両端を電池のプラスマイナスにつなげば、目には見えないけど、電流がながれる」

さき「これ、ながれてるの?」

ひろじ「それを磁石に近づけてみてごらん」

 

 

さき「すごい、ひっぱられる!」

ひろじ「フレミングの左手の法則というのにしたがって、アルミホイルをながれる電流が、磁石から力をうけているんだ。それはさきにはむつかしいから、今回は、電流が磁石から力をうけることだけがわかればいい」

さき「電流の向きをかえたら?」

ひろじ「電池の向きをかえて、同じ実験をしてみようか」

 

 

さき「反対向きになった」

ひろじ「電流の向きで、うける力の向きも変わるんだよ」

さき「モーターも、これと同じなの?」

ひろじ「うん。この力を利用して回転させている。導線をコイルにして、この力でコイルを回転させているんだけど、半回転すると、うける力の向きが逆になるから、半回転ごとに電流の向きが反対になるように、工夫しているんだ。それも、中学校で習うよ。これを手作りするのはむつかしいから、半回転分は電流がながれないようにすればいい」

さき「お父さんの本にのっていたアレね」(*1)

ひろじ「そうだよ。もともとは『いきいき物理わくわく実験』で紹介したクリップモーターが元祖だけど」(*2)

 

 

さき「あれえ〜! アルミホイルさわっても、感電しないよ」

ひろじ「意外?」

さき「だって、電流がながれているんでしょ。さわったら、ビリビリしない?」

ひろじ「しないんだなあ、それが」

さき「どうして?」

ひろじ「アルミホイルと人間の体では、電流のながれやすさがちがうからね。アルミホイルにくらべると、人体は電流がながれにくいから、こうやってさわっても、電流が人体にはながれない。だからビリビリこないんだよ」

さき「でも、ここに電流がながれてるんでしょ。なんか、ふしぎ」

ひろじ「電圧が高かったり、足下や手がぬれていたりすると、人体にも電流がながれやすくなるから、いつさわってもだいじょうぶというわけじゃない。昔は、凧揚げで電線にからまってしまった凧をとろうと、電信柱にのぼった子どもが感電するという事故があった。電線の電圧はすごく高いからね」

さき「そんなバカなことをした子がいたの?」

ひろじ「お父さんが子どものころは、おバカな子どもがいっぱいいたからねえ。まあ、今でもかわんないかもしれないけど、キケンなことでも、あんまり考えずに、どんどんやっちゃう子が、けっこういたんだ」

さき「こんどは、モーターをつくってみたい」

ひろじ「そうだね、用意ができたらね」

 

さき「いま、科学の会って、コロナでできないでしょ」

ひろじ「そうだね。物理サークルもモルの会もお楽しみ広場も、ぜんぶ中止か延期。しばらくはできないね」

さき「じゃあ、お父さん、ネットで、科学の会をやればいいじゃん」

ひろじ「え? どうするの?」

さき「たとえば・・・ほら、まえにお父さんがブログに載せたアドベンチャーゲームみたいなのを、実験でやったらどうかな。ネットの科学の会みたいにできない?」

ひろじ「う〜〜〜ん・・・考えてみます・・・もうちょっと、待ってネ」

 

 

(*1)『いきいき物理マンガで実験』奥村弘二著(日本評論社)

(*2)『いきいき物理わくわく実験』改訂版1愛知物理サークル他著(日本評論社)

 

 

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