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科学講座2 ゆらゆらガタガタバランスワールド
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撮影日:2004年8月7日
場所:愛媛県総合科学博物館 科学技術館 実験コーナー
講師:久松 洋二(総合科学博物館 学芸課 科学技術研究科 学芸員)
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ブロードバンド 55.6MB(384kbps)約22分
ナローバンド 10.0MB(64kbps)約22分
講座メモ
 バランスをとるということは、うまく力のつり合いをとるということです。どんなものにも、うまくバランスが取れる場所があります。その場所を「重心(質量中心)」とよんでいます。重心を知ることは、バランスをとるための近道でもあります。 また、どんなものにでも「大きさ」がありますね。ものは大きさがあるために「回転」という運動を起こします。この回転運動は、しばしばバランスをとるときのジャマになります。しかし、「回転」にもクセやコツがあって、逆にそれを利用すれば、バランスを取るうまい武器にもなるのです。サイエンスショー「ゆらゆらガタガタバランスワールド」では、重心と回転の性質を紹介して、バランスをとるコツについて紹介します。

●おきあがりこぼし
おきあがりこぼし  ものは、バランスがとれていないと、バランスがいいところまで動く性質があります。私たちの目には、それが起きあがる姿だったり、落ちる姿だったり、たおれる姿に見えるのです。 これらの姿は、地球上では、地面に向いて引っぱられる力(重力)があるために見られます。力の言葉で説明すると、おきあがりこぼしは底が丸いために、ゆれる運動が可能で、底に水が入った袋があるために、たおされると水が上に持ち上がった状態になるります。その水の入った場所が下に落ちることで、全体がゆらされて立ち上がったように見えます。

●棒の重心
棒の重心  棒のように細長いものの重心を探す方法はとても簡単です。2本の手の上に、その棒をのせて手をゆっくり内側へ近づけるだけです。手が合わさったところに重心があります。バットのように太さが場所によって違うものも、この方法で簡単に重心の場所を見つけることができます。

●椅子から立ち上がる
椅子  私たちは、普段なにげなく椅子から立ち上がりますが、そのときも重心の位置をうまく利用しています。背を伸ばした状態で、イスから立ち上がろうとしても、重心が足の上にないために、立ち上がることはできません。そのことを誰しも経験上知っていて、無意識のうちに体を前に傾けてから立ち上がります。この動作は、足の上に重心をのせて体を支える準備をするためなのです。

●板のバランス
板のバランス 全体の重心が机の上にあれば、どんな形だってバランスよく支えることができます。同じ大きさの本など平たいものが5,6枚あれば、1枚分まるまる机からはみ出した積み方ができます。全部をまずキレイにそろえて、上から順番に倒れるギリギリの所までずらしていきます。1枚分なら簡単なのでぜひチャレンジしてみてください。

●二本の棒
二本の棒  棒を手のひらにのせてバランスをとるとき、手から遠く放れたところにおもりがあると、簡単にバランスがとれます。逆に、近くにおもりがあると、うまくバランスがとれません。これは、遠くにおもりがあるほど、棒全体がゆっくり倒れようとするからなのです。

●平均台
平均台  細い道を歩くとき、うまくバランスをとるために、ついつい手や足を横に出しながら歩いてしまいます。これは、重心をその細い道の上に残そうとする行動と、遠くにおもりがあるとゆっくり倒れるために姿勢をいい位置に戻す余裕ができることの2つの意味があるのです。

●バランスのコツ
バランスのコツ  実験のように、円い筒の上に敷いた板に乗るような場合でも、比較的簡単にできる方法があります。それは、長い棒を持つことです。体の重心から遠くにおもり(棒の重さ)があれば、バランスをとる余裕ができるのです。綱渡りで長い棒を持つのも同じ理由からです。

●重心クイズ
重心クイズ  それぞれ鉄のおもりを載せた車が、傾いた台の上に置いてあります。今は、支えがついていますが、支えを外すと倒れてしまう車はどれでしょう?
 1の車(左):軽いおもりが、坂を転げる方向にのっている
 2の車(中):重くて長いおもりが、車の真上にのっている
 3の車(右):重いおもりが高い位置に、しかし坂とは反対側にのっている
●次の3つから選んでください。
 A 1の車だけたおれる
 B 1と2の車が倒れる
 C 全部の車が倒れる    ●「重心クイズ」の答えはこちら

●板の重心の探し方
板の重心の探し方  おもりのついたひもと、重心を探したいものを一緒に吊り下げます。ひもの場所を記録しておいて、別のひもを使って、先ほどと違う場所で同じように吊り下げます。このとき、ひもの交わったところが、その板の重心になります。


  ●「板の重心の探し方」の映像はこちら



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