ホーム > 科学工作 > ペットボトル握力計 ペットボトル握力計2
ペットボトルで浮沈子をつくる工作は、ネット上にも星の数ほどたくさんありますが、いずれも教材として使うにはもう一工夫・・ということで考案したもので、浮沈子を利用した「握力計」です。
これはペットボトル握力計で作成したものを、工作教室で使えるようにより改良したものです。--2006年の"青少年のための科学の祭典岩国大会"の体験ブースで使用したものです。
この教材のオリジナルは"おもしろ実験・ものづくり事典"/東京書籍に掲載された「浮沈子を利用した握力計」(私の紹介)で、科学工作教室などで利用できるように、ギリギリまで簡略化したものです。
このページは印刷に最適化されています。上下左右の余白を最小にして印刷してください。FirefoxやOperaなど、スタイルシートに対応したブラウザなら正しく印刷されます。なお、印刷時には表紙と目次が印刷されます。
< 1 >
< 2 >
細かい作業や力を入れる部分もあるので注意して。
調味料入れのキャップにヒートン(00番)をねじ込み鎖を取り付けられるようにする。
ペットボトルに浮沈子を入れて、鎖の重さや空気の量を調整する。
< 3 >
下記を参考に握力計として使えるように調整する。
の3つの物理法則を実感させる工作です。
< 4 >
浮沈子は英語では、the Cartesian Diver と呼ばれます。直訳すると「デカルトの潜水士」(Cartesianは「デカルトの」「デカルト派」という意味)
だからと言ってデカルトの発明品ではないようです。次項参照
欧米では、古くから「デカルトの潜水士(the Cartesian Diver)」という名前で浮沈子は呼ばれていますが、その本当の発明者を調べた人がいます。A Philosophical Toyによると、
以下私のへたな翻訳。(当時の時代背景もあって)は私の注
しかしながら、最初の「デカルトの潜水士」ないし「デカルトの悪魔」の発明者として称えられるべき人物は、ガリレオの弟子の「Raffaelo Maggiotti」という人物である。 Maggiottiの書いた小さなパンフレット(1648年、Targioni-Tozzetti、Giovanni 1780年再版)に、『それは私の発明品である』("L'invention mia non consiste nel caldo, o ned freddo; ma nella Renitenza all Compressione ")と書かれています。 (当時の時代背景もあって)浮沈子は間違ってデカルトの名前が冠せられました。
なお、デカルトの出身国フランスでは、浮沈子がデカルトに関連付けられることはなく、ludion(ラテン語の俳優に由来する言葉で「冗談好きな人」「放浪芸能人」と言うような意味)と呼ばれています。
However, it is one of Galileo's students, Raffaelo Maggiotti, who is given credit for first describing the Cartesian diver or devil in writing (Rose, 1970). In a short pamphlet Maggiotti (1648, reprinted in Targioni-Tozzetti, Giovanni , 1780) speaks of the device as "my invention" ("L'invention mia non consiste nel caldo, o ned freddo; ma nella Renitenza all Compressione "). The diver has been falsely ascribed to Descartes (Damerow, 1994). The French do not refer to the diver as Cartesian but rather as ludion, a word derived from the Latin meaning actor, jester, wandering entertainer (Feral, 1994).
全文は引用元のA Philosophical Toyを読んでください。
< 5 >
子供の頃に読んだ科学雑誌--たぶん「子供の科学」で深海潜水艇バチスカーフの図解説明で、その潜水艇が浮力を得るためにガソリンを使っていたこととともに着底の衝撃を防ぐために鎖をたらしていたという知識がありました。
この知識から、浮沈子が沈むにつれて確かに浮力は減るが、それ以上に浮沈子の重さを減らせば自立的にバランスを取れるはずだとひらめいた結果が、「浮沈子を利用した握力計」でした。
ただ、この「浮沈子を利用した握力計」は、工作も材料も高度すぎて、ちょっと作ってみると言うわけにはいきませんでした。そこで徹底的に余分なものを省いたものが、この浮沈子「ペットボトル握力計」です。
従来の浮沈子を遊んだ事のある人なら誰でも経験があると思いますが、浮沈子は(握ったり緩めたりと積極的にコントロールしないと)水中の定位置にとどめておく事はできません。それは沈めば水圧が増えてますます浮力を失う、すなわち自立的にはバランスを取れないという原理的な問題があるからです。
そのため、従来からある色々な浮沈子は、せいぜい動作を面白くするなど工夫の範囲も限られたもので、動作原理に書いたような原理や法則を説明するための教材としては力不足で、楽しいおもちゃの域を出ることはなかったと思います。
この浮沈子「ペットボトル握力計」は、ほぼ正確に加えられた圧力に比例して浮沈子が沈みます。密閉された調味料容器を使うことで時間による気泡の大きさの変化もありませんから、体積によって浮力が変わることを示すアルキメデスの原理(浮力)、ペットボトルの一部を押すと浮沈子の大きさが変わることからパスカルの法則、そして、沈む深さが加えられた力に比例することから、体積が圧力の大きさに反比例するボイルの法則を視覚的に、そして楽しく体験できます。
< 6 >
< 7 >
< 8 >
< 9 >