すべらない科学追実験①～すべらない木片をつくろう～

今日は、2月17日に体験型自然科学の教室で行った「すべらない科学」の追実験を行った。目的はいかにすべらない木片をつくるか？自分なりに仮説を立て、それを確かめる実験を行った。誰が見ても納得する「すべらない法則」を見つける。すなわち、木片につけるゴムの形・量についてを数値・力のかかり方ではっきりとあらわす。その上で最も「すべらない木片」をつくる。前回林さんと話していて、すべる原因としてゴムのひずみがもっともはたらいているので？という仮説を立てた。また、木片の2点にゴムをつける、すなわち木片が接する面を狭くするのも重要だと思った。今日は、ゴムの厚さとすべり出す高さの関係について実験で確かめてみた。

目的

・ゴムの滑り出す高さ（角度）とゴムのひずみは関係しているのか？
・関係しているとすればどの程度関係しているのか？
この2点を明らかにする。

方法

①ゴムを１×5[cm]に切りる
②ゴムの片面すべてに両面テープを貼り木片の両端につける
③水で濡らしたペーパータオルで一度だけゴムを拭き、乾かす
④上記のように作った木片をPPグラフトシートのツルツルした面にのせる
⑤木の板を持ち上げ、傾きを急にしていく
⑥少しでも木片が動いたら滑ったと見なし、そのときの木の板の高さを測定する
⑦ゴムの枚数を１,2,3,４枚の場合にどれくらいの高さで滑り出すかを測定する

実験結果

実験を行ったところ、確かにゴムの枚数が1枚の場合よりも2枚の場合の方が木片は滑らなかった。しかし、ゴムを3枚以上た場合、一定角度を超えると木片の上端（床から遠い方）が少し浮き、また板に落ちる。それがきっかけとなり滑り出した。
したがって、木片の両端に2枚のゴムをすべり辺に垂直につけた場合、ゴムは2枚つけるのがもっともすべりにくかった。

考察

ゴムを3枚以上た場合、一定角度を超えると木片の上端（床から遠い方）が少し浮く。この現象はゴムの下端（床に近い方）を中心にして回転運動をしているように見えた。したがって、ゴムのひずみが大きくなるにつれて木片が滑りにくくなるという仮説は、木片が回転しないのなら正しいのかもしれない。しかし、実際には木片は回転をする。したがって、この回転をいかに打ち消すかを考えたい。
次回はこの木片の下端まわりの回転を打ち消すようなゴムの配置について実験したい。