物理の授業に役立つ演示小道具カタログの提案
自作品と既製品,オリジナルとまねっこを問わず,毎日の授業に役立つアイテムをカタログにできたらなあ…とのかねてからの思いを少しずつ実現してみようかと考えました。ひとりで100個はつらいものがあるので,サークル・ML等々のみなさん,ぜひご投稿お願いいたします。書式その他の改良案,出典レポートもよろしくね。まずは数をかせいでから整理をしていきたいと思います。
書式の提案
カタログNo.: | 名称: |
写真または図: |
つくり方・使用法: |
キーワード: | 出典・備考: |
カタログNo.:001 | 名称:ドーナツ磁石 |
つくり方・使用法: 支持台としては,起電盆の集電板を使用。ロートも可。既製品あり。
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キーワード:力のつりあい,作用・反作用,磁石 | 出典・備考:「たのしくわかる物理100時間 上」,あゆみ出版 |
カタログNo.:002 | 名称:糸車(ボビン) |
つくり方・使用法: コード類のボビンが大きくてよいが,大小の半径をもつ糸車の形状であれば何でもよい。変わったものでは,スチール灰皿の2枚合わせなど。
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関連テーマ:剛体のつりあい,輪軸 | 出典・備考: ・忘れました。物理研修会で山内Tが紹介していたと思います。 ・「マッハ力学」に類似教材あり。 |
カタログNo.:003 | 名称:共振実験器 |
つくり方・使用法: 金ノコの刃を流用し,振動子とする。おもりは写真のものは20グラムおもりのフックをはずして,金ノコの穴にねじ止めしている。固有振動数の調整がややクリティカル。
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キーワード:単振動,共振,共鳴 | 出典・備考:スミマセン,忘れました。 |
カタログNo.:004 | 名称:歯車楽器 |
つくり方・使用法: 直径(歯数)の異なる歯車をモーターで同軸回転させる。写真のものは,歯車の歯としてポリタンクの蛇腹ホースを裂いたものを使用したところがオリジナル。回転機構はテープレコーダのジャンクを利用。軸にはボールペンのペン先を木の丸棒に刺したものを用い,軸受けにミニ四駆用ベアリングを使っている。
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キーワード:音,音の三要素,音の高さ,振動数 | 出典・備考:「いきいき物理・わくわく実験」, 新生出版 |
カタログNo.:005 | 名称:正弦波説明器 |
つくり方・使用法: 木の丸棒につまようじを刺してつくる。もちろん,等角度,等距離ずつずらすこと。写真のものでは,30度と1cmずつずらしている。
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キーワード:波,波動,正弦波,位相と変位 | 出典・備考:スミマセン,忘れました。 原型は数学の教材です。 |
カタログNo.:006 | 名称:簡易コンデンサー |
つくり方・使用法: まん中は元祖コンデンサー=ライデン瓶です。左はフィルムケース利用のもの。右はプラコップ利用のものです。
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キーワード:ライデン瓶,コンデンサー,百人おどし,誘電体 | 出典・備考: |
カタログNo.:007 | 名称:電伝だいこ(高橋の自己満足的命名) |
つくり方・使用法: プラコップの底を抜いて,アルミホイルでふたをします。中に,発泡スチロールビーズにアルミホイルをまいたものを10〜20個程度入れてできあがり。既製品がありますが,超低価格で簡単。 スチロール粒は,梱包用などとしてDIYで購入できます。ポリ袋に入れて振るだけでも静電気で散らばっておもしろいのでオススメ。
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キーワード:バン・デ・グラフ,電気振り子,静電誘導 | 出典・備考:既製品あり。原Tの自作に刺激されました。 |
カタログNo.:008 | 名称:衝突振り子 |
使用法: MOTHER→OTHERのコマーシャルでおなじみの衝突振り子。既製品です。おもちゃ屋さんで手に入る廉価版はくるいが多くておすすめできません。質量1/3の小球つきがオススメです。
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キーワード:運動量保存,弾性衝突 | 出典・備考:コインのおはじきでも同様の実験が可能。 |
カタログNo.:009 | 名称:フランクリンモーター(コンデンサー一体型) |
つくり方・使用法: プラコップコンデンサーの底にアルミホイルの電極(ブラシ)を取り出し,つまようじを立ててコンデンサー兼支持台とする。回転子はフィルムケースのキャップの側面にアルミホイルを6か8箇所ほど貼ったもの。 くわしくは,HPの製作マニュアルをどうぞ。
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キーワード:静電気,静電モーター,静電誘導 | 出典・備考:一体型とフィルムケースのふたの回転子はオリジナルです。 |
カタログNo.:010 | 名称:クリップ交流発電機 |
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つくり方・使用法: クリップモーターならぬクリップ発電機。回転軸を端子兼用とし,軸受けのクリップによって集電します。 [材料] 磁 石=既製のU字形磁石 回転子=アクリル板3枚重ねに ホルマル線40回巻き 回転軸=2mmφアルミパイプ 軸受け=プラスチック消しゴムにクリップ [写真上] 発電機 磁石と軸受けは,板に両面テープで固定。 軸受けの位置を調整し,回転子が磁石の間でスムーズに回転するようにします。 |
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[写真中] 回転子 アクリル板3枚重ねにホルマル線を40回巻きました。端はよくみがいてアルミパイプの回転軸にビニールテープで固定。 |
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[写真下] 発電波形 ノイズがからみますが,ほぼ正弦波に近い波形を得ることができました。 |
キーワード:交流,発電機,電磁誘導 | 出典・備考:高橋オリジナル |
カタログNo.:011 | 名称:乾電池1本でビリビリ! |
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つくり方・使用法: コイルと乾電池を直列につなぎ,端子にヤスリと釘を使用します。コイルは手巻きでも十分。鉄心を入れればさらに強烈になりますが気をつけて! 両端子を手で持って,釘でヤスリをカリカリっとこすると,ビリビリっと感電します。 |
キーワード:電磁誘導,コイル,自己誘導 | 出典・備考:サークル例会で渡部(信)さんに教えてもらいました。原典不明。 |
カタログNo.:012 | 名称:デジタルストレージ・オシロスコープ |
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特徴・使用法: デジタルデータを高速で取り込み,メモリバックアップができるので,短時間の過渡現象を記録するのに便利なスグレモノ。ちょっと高価ですが,1台あると電磁気分野で出てくる波形(コンデンサーの充放電,スイッチ開閉にともなう誘導起電力等々)が簡単に取れます。また,パソコンとデータをやりとりできるインターフェースも出ているようです。 [写真]LC振動回路による減衰振動波形 |
キーワード:オシロスコープ,過渡現象,波形 | 出典・備考: |
カタログNo.:013 | 名称:永久ゴマ? (自励電磁ゴマ) |
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つくり方・使用法: コマは円形磁石で磁極が半径方向に分かれているものを使います。時計皿の下には,コマによる磁場の変化をとらえるサーチコイルおよびコマの回転を励起するドライブコイルと乾電池が入っていて,トランジスタによるフィードバックを用いています。時計皿の上でコマを回すと,ある程度まで回転が加速して定常状態に落ち着くと安定して回り続けます。トランジスタのスイッチングにより,回路を開かなくてもコマを回さない状態ではほとんど電池を消費しません。くわしくは,出典をごらんください。 |
キーワード:自励ゴマ,永久ゴマ,フィードバック | 出典・備考:「いきいき物理わくわく実験2」 |
カタログNo.:014 | 名称:バネ電話 |
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つくり方・使用法: つるまきバネの両端に紙コップまたはプラコップを固定するだけで楽しめます。 (1) バネを伝わる縦波の反射によって,エコーがかかって聞こえます(おもちゃのエコーマイクは同じしくみ[写真中央])。 (2) 写真下のように長いばねを使うと,途中を指ではじくことにより,ピキューンというスターウォーズのレーザー銃のような音を聞くことができます。 |
キーワード: | 出典・備考:「川勝先生の物理授業 中」 |
カタログNo.:015 | 名称:ジャンピングスーパーボール |
つくり方・使用法: 自作も可能だと思いますが,正確な穴あけが難しいです。これは,既製品。 大小のスーパーボールがだんごのように重なっており,この状態で全体を床に落下させると,一番上のボールだけがいきおいよく飛び出します。 心棒は一番下の特大スーパーボールに固定されており,2番目以上は可動になっています。ただし,この既製品では心棒の上部がやや太くなっており,一番上のボール以外は,飛び出さないように制限されています。もっとも,実験によるとこの制限をはずしても,間の2個は心棒を抜けるほどにははずまないようです。 |
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キーワード:運動量保存,衝突,反発係数 | 出典・備考: |
カタログNo.:016 | 名称:曲がったてんびん |
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つくり方・使用法: プラ板でつくったうでをねじで固定しました。支点は黒板演示用の小滑車を使っています。 てこの原理の拡張として力のモーメントを導入するための教材として利用しています。 |
キーワード:てこの原理,力のモーメント | 出典・備考:高橋オリジナル |
カタログNo.:017 | 名称:共振振動数計 |
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つくり方・使用法: 長さを変えたピアノ線に,BB弾をおもりとしてつけて共振子としてならべたものです。10〜20Hz用(左上)と20〜40Hz用(右上)。 100円ショップで手に入れた小型バイブレータに可変抵抗をつけて振動数を調整すると,共振の位置が次々と動いていきます(下)。 |
キーワード:振動,共振,振動数計 | 出典・備考:高橋オリジナル |
カタログNo.:018 | 名称:コインバランス |
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つくり方・使用法: 100円玉の凹凸による支持で,コップをななめにつりあわせます。ちょっと時間がかかりますが,辛抱強くバランスのとれる位置と傾きをみつけます。中に水など入っていればさらにスリル万点。 |
キーワード:つりあい,安定,コインバランス | 出典・備考: |
カタログNo.:019 | 名称:カードの積み上げ |
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つくり方・使用法: 長方形のカードを積み上げて,テーブルからどれだけせり出せるかという問題。剛体としては理論上無限にせり出せる。 |
キーワード:つりあい | 出典・備考:サークルで二瓶(厚)氏紹介 |
カタログNo.:020 | 名称:ジャイロパワーボール |
つくり方・使用法: 球形のカバーに納められたジャイロを回し,手にもってみそすり運動を強制するとジャイロが加速します。手首のトレーニング用として売っているおもちゃ。 回転の加速は理論的に難解。ジャイロ効果が体感できます。 |
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キーワード:ジャイロ,ジャイロ効果,地球ゴマ | 出典・備考: |
カタログNo.:021 | 名称:ジャイロスタビライザー模型 |
つくり方・使用法: 教材として購入したものは,船体にジャイロを固定するだけでスタビライザー模型としては不十分なので,ジャイロをつりさげて振り子運動ができるように自作しました。 台を揺り動かして,ジャイロを回転させたものと回転させないものとで船体の横ゆれ応答を比較します。 |
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キーワード:ジャイロスタビライザー,ジャイロ | 出典・備考: |
カタログNo.:022 | 名称:ジャイロオートバイ |
つくり方・使用法: オートバイの木製模型を改造しました。 前車輪のフォークを垂直に立て,その上にジャイロを搭載しました。 ジャイロを回転させて,オートバイを走らせると倒れずに走り続けます。 |
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キーワード:ジャイロ,ジャイロ効果 | 出典・備考:「おもちゃの科学」講談社BB |
カタログNo.:023 | 名称:オートパイロット |
つくり方・使用法: ジャイロを可動枠とともに飛行機模型に搭載し,軸の上下に垂直尾翼を糸で連動させます。 機体の方向を急に変えると,ジャイロの傾きに連動して,垂直尾翼が進行方向をもどす方向に動きます。 |
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キーワード:ジャイロ,オートパイロット | 出典・備考:既製品写真を参考に自作 |
カタログNo.:024 | 名称:磁気遮蔽実験器 |
つくり方・使用法: プラスチックコップを逆さに2つ重ねて,上に強力磁石を固定。ギャップを隔ててクリップをぶらさげておきます。また,ギャップの一部を切り取り,金属板を挿入できるように加工します。 強磁性体の金属板を挿入すると,クリップが落下します。ギャップが狭くて難しいですが,ハサミで磁力線をちょん切るという演出も可。 |
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キーワード:磁石,磁場,磁気遮蔽 | 出典・備考:サークルで佐藤(幸)氏が紹介 |
カタログNo.:025 | 名称:ごみ袋熱気球 |
つくり方・使用法: 0.02〜0.03mm程度の薄手のごみ袋を使用。細い針金で袋の口にアルミホイルで作った燃料入れをつりさげ,メタノールなどの燃料を綿にしませて着火します。 ぬれぞうきんを持って待機すること! |
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キーワード:熱気球,気体 | 出典・備考:「いきいき物理わくわく実験」 |
カタログNo.:026 | 名称:ソーラーバルーン |
つくり方・使用法: 0.03mm程度の薄手のごみ袋かまたは農業用ポリシートをテープで貼りあわせてつくります。テトラパック形がつくりやすいですね。 ヘアドライヤーで熱風を送り込んでふくらませると,ふわりと浮き上がります。また,よく晴れて無風時には太陽熱で浮き上がるソーラーバルーンとなります。 |
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キーワード:熱気球,気体,ソーラーバルーン | 出典・備考: |
カタログNo.:027 | 名称:ホバークラフト模型 |
つくり方・使用法: カップラーメンの空きカップを利用したホバークラフト模型。プロペラつきモーターを搭載。プロペラが小さいときは紙などで大きくしてやります。空気取り入れ口を開け,バランスよく電池を積みます。 実験台など,平らなところをすいすい摩擦なく動きます。 |
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キーワード:気体,ホバークラフト | 出典・備考:サークルで二瓶(義)氏が紹介 |
カタログNo.:028 | 名称:ブラシで動くヘンなドーブツ |
つくり方・使用法: 偏心おもりをつけたモーターでブラシを振動させることにより,気まぐれに動き回るヘンなヤツ。 |
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キーワード:振動,ブラシ,たわし | 出典・備考:サークルで二瓶(厚)氏が紹介 |
カタログNo.:029 | 名称:ロート風鈴 |
つくり方・使用法: ロートに糸でおもりをつりさげたシンプルでいい音の風鈴です。 |
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キーワード:風鈴,ロート風鈴 | 出典・備考:会津学鳳高校化学準備室 |
カタログNo.:030 | 名称:自転車ホイール |
つくり方・使用法: ご存知,ジャイロ効果の古典的な演示実験用具です。 |
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キーワード:ジャイロ効果 | 出典・備考: |
カタログNo.:031 | 名称:放射線による泡の崩壊 |
つくり方・使用法: プラスチック板で厚さ3cm程度の水槽をつくり,台所用洗剤を添加した水を入れ,泡立てます。水平に泡立ったところで,α線源を上部に固定して数十分放置すると,放射線によって泡がこわれて線源から円弧状に後退していきます。 |
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キーワード:放射線,α線 | 出典・備考:「川勝先生の物理授業 下」 |
カタログNo.:032 | 名称:サウンドホース |
つくり方・使用法: 100円ショップで購入しました。ジャバラつきのフレキシブルなパイプです。一端を持って振り回すと,回す速度によって倍音が生じます。なかなか気持ちのよい音です。 |
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キーワード:気柱共鳴,定常波,倍音 | 出典・備考: |
カタログNo.:033 | 名称:スターライト |
つくり方・使用法: 既製品です。コイルの間を磁石が往復するようになっていて,その方向にふると発電し,コンデンサーに充電されます。スイッチを入れると放電し,高輝度LEDが光って懐中電灯になるというわけです。 |
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キーワード:電磁誘導,発電機 | 出典・備考: |
カタログNo.:034 | 名称:輪軸 |
つくり方・使用法: 自作の大型輪軸(40cmφ)です。円形に切ったスチロール版(5mm厚)の円周に,合板の縁取りなどに使うモールを逆にして接着してつくりました。マグネットつき支点を使って,黒板上で演示します。 |
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キーワード:輪軸,力のモーメント | 出典・備考: |
カタログNo.:035 | 名称:衝突実験器 |
つくり方・使用法: 水平投射や,2球の衝突などに使える実験セットです。添付された小さめの鋼球およびガラス球を使えば,衝突前後の速さがビースピで測定できます。 |
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キーワード:水平投射,衝突,エネルギー保存 | 出典・備考: |
カタログNo.:036 | 名称:弾性・非弾性ゴムボール |
つくり方・使用法: セットで教材として売られています。つやのある方がスーパーボール。つやのない方が反発係数が0に近い非弾性ボールです。 左は,わりばしにくっつけて弾性・非弾性ハンマーとしたものです。頭や手の甲をたたくと,非弾性の方が圧倒的に痛いのです。 |
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キーワード:反発係数,弾性衝突,非弾性衝突 | 出典・備考: |
カタログNo.:037 | 名称:円錐振り子 |
つくり方・使用法: 手回し発電機をモーターとして使用した円錐振り子です。回転半径と遠心力,周期の関係などを実験的に確認します。 |
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キーワード:円錐振り子,等速円運動,遠心力 | 出典・備考:高橋オリジナル |
カタログNo.:038 | 名称:落下距離と時間の関係 |
つくり方・使用法: 一本の糸に下は等間隔,上は1:3:5:7:9の比にワッシャーのおもりをつけたもの。上のものをお菓子の缶などに一番下のおもりを接地させて落とすと,ト・ト・ト・ト・ト…と等間隔の音が聞こえます。 |
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キーワード:自由落下,等加速度直線運動 | 出典・備考: |
カタログNo.:039 | 名称:ロベルバルのてんびん |
つくり方・使用法: 2つの支点と四角形の4すみが可動になっています。両端のうでは常に水平に保たれるので,等しいおもりをどこに下げてもつりあいます。仕事の原理の応用問題として使えそう。 |
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キーワード:仕事の原理,てんびん | 出典・備考:いきいき物理わくわく実験 |
カタログNo.:040 | 名称:水中逆さ振り子 |
つくり方・使用法: ペットボトルやフラスコに水を入れ,コルクや発泡スチロールなど水に浮く材料でつくったおもりをピアノ線でゴム栓につないで中に挿入します。 立てたまま左右に振ったり,回転させたりすると加速度と同じ(慣性力と逆)方向に傾きます。通常と逆の結果になる意外性がうけます。 |
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キーワード:慣性力,浮力 | 出典・備考: |
カタログNo.:041 | 名称:磁石の等速落下器 |
つくり方・使用法: 2枚のアルミ板をプラ板とともに接着して中の見える角パイプにしたもの。中にネオジム磁石を落下させると,渦電流による磁場が生じて磁石にブレーキがかかり,等速で落下する様子が観察できます。 写真は,アルミ板を斜面にして円形磁石をころがす実験。蛇行をしながらも落下せずにころがっていきます。長いアルミ角パイプを使うとデモ効果も大。 |
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キーワード:等速直線運動,渦電流 | 出典・備考:松岡浩三氏よりいただいたもの |
カタログNo.:042 | 名称:超音波リニアモーター |
つくり方・使用法: 既製品。高周波電圧をかけることにより,金属の2つのツメが逆方向に超音波領域の振動数で振動します。高速「尺取虫」式移動によって,平らな面を前進します。また逆さにしてカードなどを載せると,カードが送られます。モーターに比べて強い磁石を使わないので,磁気カード送りなどに使われるとか。 厚手のプラ板の上に,厚さ1mm程度の薄いプラ板にレールを切ったものを重ねて貼りつけ,その上を8の字走行させてデモンストレーションをしています。車体は発泡スチロールで作ってかぶせました。 |
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キーワード: | 出典・備考: |
カタログNo.:043 | 名称:ブラックボックス(2連動滑車) |
つくり方・使用法: 2連動滑車にダンボールで作った「ブラックボックス」をかぶせました。 はみだしたひもを引くと,右を40cm引いたとき左は10cmだけ上に引き込まれます。仕事の原理によって,つりあわせるのに必要なおもりの質量比は4:1ということになります。箱をとって種明かし。 |
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キーワード:仕事の原理,動滑車 | 出典・備考:高橋オリジナル |
カタログNo.:044 | 名称:ロベルバルのてんびん(2) |
写真または図:![]() |
つくり方・使用法: No.039のボード演示版。 スチロール板でつくりました。 |
キーワード:仕事の原理,てんびん | 出典・備考:いきいき物理わくわく実験 |
カタログNo.:045 | 名称:手動式真空ポンプ |
写真または図:![]() |
つくり方・使用法: 手でレバーを引くと,容器から排気され減圧します。排気限度-62kPa。 |
キーワード:真空,大気圧,ボイルの法則 | 出典・備考: |
カタログNo.:046 | 名称:ボイルの法則の定量実験 |
写真または図:![]() ![]() |
つくり方・使用法: ゴム栓に先を埋めた浣腸器をガラス瓶に挿入し,手動式真空ポンプで排気します。 |
キーワード:ボイルの法則 | 出典・備考: |
カタログNo.:047 | 名称:てのひらエンジン |
写真または図:![]() ![]() |
つくり方・使用法: 低温度差型スターリングエンジン。気温が低ければ手のひらの上の体温で動作します。 |
キーワード:スターリングエンジン,熱機関 | 出典・備考:高橋自作 |
カタログNo.:048 | 名称:ファラデーケージ |
写真または図:![]() ![]() |
つくり方・使用法: ステンレスのざるを2つ組み合わせます。 はく検電器を中に入れ,ふたをすると,帯電体を近づけてもファラデーケージ効果(静電遮蔽)によって内部電場はゼロになるため,はくは開きません。 |
キーワード:静電遮蔽,ファラデーケージ | 出典・備考: |
カタログNo.:049 | 名称:浮かぶ地球儀 |
写真または図:![]() |
つくり方・使用法: 電源を入れて地球儀をスタンドの中空に放すと,浮かんだままになります。自転させるには,ストローで吹いてやるのが便利です。 No.013と同様のトランジスタフィードバックを用いていると思われます。 |
キーワード:磁気浮遊,フィードバック | 出典・備考:二瓶(義)氏より購入 |
カタログNo.:050 | 名称:永久運動おもちゃ(井戸) |
写真または図:![]() |
つくり方・使用法: 外国製のおもちゃ。木製の井戸の模型になっており,軸が回転してつるべを引き上げたり下ろしたりを繰り返します。 軸は磁力で非接触浮上しており,糸のねじれを利用して回転を逆転するようになっています。 これもまた,No.013,049と同様,サーチコイルとドライブコイルを組み合わせた磁気フィードバックを用いているようです。 |
キーワード:磁気浮遊,フィードバック | 出典・備考:米沢のお土産屋さんから |
カタログNo.:051 | 名称: |
写真または図: |
つくり方・使用法: |
キーワード: | 出典・備考: |
カタログNo.:052 | 名称: |
写真または図: |
つくり方・使用法: |
キーワード: | 出典・備考: |
カタログNo.:053 | 名称: |
写真または図: |
つくり方・使用法: |
キーワード: | 出典・備考: |
カタログNo.:054 | 名称: |
写真または図: |
つくり方・使用法: |
キーワード: | 出典・備考: |
カタログNo.:055 | 名称: |
写真または図: |
つくり方・使用法: |
キーワード: | 出典・備考: |