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針金が動いた!「電流を使ったメリーゴーランド」にツイ民が唸った


この記事は私がまとめました

科学にちょっと興味がわくかもw

nyokikeさん

▼針金工作が回り出す…そんな不思議な現象がTwitterで注目されていました

仕事の紙工作に疲れて遊びの針金工作 展開形3、メリーゴーランドです。
最終的に必ずネコが写り込むのは病気みたいなものです。 pic.twitter.com/sLPVckfQZz

@trill_yukawa メリーゴーランドの不思議な動きに釘付けになって、ネコに釘付けになって、その背後のレコードコレクションに釘付けになって。

▼へぇ〜…これってどんな仕組みなの?

@trill_yukawa どのような仕組みなのですか?

@Dg0kLkx @trill_yukawa 通電すると、電流(鉛直方向)磁界(水平方向)力(電、磁と直角に交わる方向)に流れができます。

ローレンツりょく という
力の流れにより針金が回っています。

どちらに力がかかるかは、フレミングの左手の法則でわかります。

電池を取り除き、逆に磁石を針金の周りで回すと電気が起きます。

@Dg0kLkx @trill_yukawa プラスマイナス逆なら回転方向も逆になります。

・「ローレンツ力」とは?

モーターの原理をつきつめて考えると、磁力と電流の作用で生まれる力(ローレンツ力)に行きつきます。磁界の中で電流を流すと、導線は一定の向きに力を受けます。

1本の導線もコイルも磁界から力を受けますが、コイルは半回転ごとに電流の向きが逆になり、磁界から受ける力も反転するので止まってしまいます。

そのため、半回転ごとに電流を入・切する工夫が必要です。ところが、折り曲げただけの導線では電流の向きが常に一定なので、特別な工夫なしでも回り続けるのです。

表面が金属の磁石を2個ずつセットにして、電池の+極とー極につないでいます。アルミの円板を磁石の上にのせると、+極から−極に電流が流れ、磁石のつくる磁界から一定の向きに力を受けます。これをローレンツ力といい、モーターが動く根本の原理です。

2個ずつセットにした磁石はN極とS極の向きを反対にしてあるので、N極側とS極側でアルミの円板が受ける力の向きが反対になります。そのため、アルミの円板はクルクルと回り続けます。

▼このローレンツ力で針金を動かす遊びに、思わずワクワクしちゃいます

工作 展開形その1。しばらく回してるとメッキ銅線が熱くなるのでキケン pic.twitter.com/2xaj5Cb1tP

工作 展開形その2。夜中の猫の運動会。回転が早すぎて造形見えない…。ハチは自分のおもちゃを作ってくれてると信じて待っている。 pic.twitter.com/W7GPifSvkT

工作 展開形4、バレリーナ。今回課題にしたのは「電池上面より高さのある造形を作る」と「早すぎない優雅な回転」。
高さを持たせるとバランス取るのがかなり難しく、それを「接地する軸を長くする」ことと、「スカートの裾を二本ねじりにして重くする」ことで解消しました。やったー!
(下に続きます pic.twitter.com/zDQfOy8V8Z

回転速度に関しては、3回転目くらいで一度グラッとバランスが崩れ、下のネオジム磁石に接している銅線が離れることで、加速をしなくなってます(これは偶然)。

※ 電池・ネオジム磁石」で検索すると、作り方や注意事項が出てきます

▼動画の中で登場する猫ちゃんにも注目が集まっていました

@trill_yukawa メリーゴーランドも素敵ですが、お猫様がエンドクレジットみたいで素敵。

@trill_yukawa かなり高速回転なのに猫ちゃんはジッと見てる!おりこう

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