★力★ばねの伸びを調べました

百均で手に入れたおもちゃのドラムです。

これで何かやりたくなりました。

いいばねが４本ついています。

バラバラにしました。

ばねの伸びとおもりの重さの関係を勉強するので、そのしくみが分かるように実験してみました。

おもりに、ＡＣアダプターを分解して取り出した鉄のかたまり．．．トランスを使いました

適当なおもりがなかったので．．．

よくあるのは、伸びはおもりの重さに比例する、というものです。

重さがわかるおもりがないので、その実験は難しいです。

では、どんな実験にしましょうか？

とりあえず、ぶら下げてみました。

ばね一本だとこんな感じです。

ばねは４本あるので、４本のときと１本のときの伸びの長さを比べることにしました。

ばね４本を直列につなぐとこんな感じです。

１本、２本、３本、４本と直列にしたときの伸びを測って表にしました。

ばねの自然長は、一本あたり、だいたい 2 cm でしたが、それぞれ少しずつ違うので、別々に測って、たし合わせました。

自然長と、伸びたときの長さは
１本のみのとき：自然長＝1.9 cm、伸びたときの長さ＝4 cm
２本直列のとき：自然長＝3.7 cm、伸びたときの長さ＝7.6 cm

３本直列のとき：自然長＝5.5 cm、伸びたときの長さ＝11.4 cm

４本直列のとき：自然長＝7.3 cm、伸びたときの長さ＝14.9 cm

伸びたときの長さは、どのばねも、自然長の約２倍になっていました。

伸びの長さは、伸びたときの長さから自然長を引けばよいので

１本のとき　4 - 1.9 = 2.1 cm
２本のとき　7.6 - 3.7 = 3.9 cm
３本のとき　11.4 - 5.5 = 5.9 cm
４本のとき　14.9 - 7.3 = 7.6 cm

さてさて、４本のときの伸びは、１本のときの、何倍になったでしょうか？
実験では、7.6 ÷ 2.1 = 3.6 倍になっていました。

これをあなたはどう考えますか？

★機械★電気★電車を分解しました

電池で動くプラレールの電車を分解しました。
この通りです。

車体を除いてこれが部品全部です。

元の姿はこうでした。

部品の数は少ないですが、工夫がこらされています。

固定するための部品はねじ２本だけです。

あとは鉄のシャフトに固定した車輪が全部で８個。

分解するのは難しかったのですが、再び組み立てるのも難しいです。

電車を動かすための力を伝える部品を紹介します。

まずモーターと、モーターの軸に直接固定されているウオームギヤです。
それにかみ合うのはウオームホイールです。
おなじ軸に固定されたスパーギヤが、車軸に固定された同じくスパーギヤにかみ合います。

回っているところはこんな具合です。

（片方の軸受けがないので写真がぶれています）

１００均のおもちゃですが、部品ひとつひとつに工夫がこらされていることがわかりました。

★化学★電気★電池になる金属を調べました（準備）

クエン酸電池を作る前のゆず電池で、金属の組み合わせを調べていました。

ゆずのしぼり汁にいろいろな金属を入れて電圧を測りました。

こんな具合です。

鉄くぎと銅線は引き出しから引っ張り出したもの、
亜鉛と炭素棒は乾電池を分解して手に入れたものです。

実験したときに残念ながらどちらがプラスか記録しそこねてしまいました。

値は、亜鉛と銅の組み合わせが最強でした。
最弱は鉄くぎとしんちゅうです。

理由はわかりません。
でも参考になります。

もう一度やってみたいと思います。

★化学★電気★クエン酸電池を作りました

ダイソーでクエン酸を手に入れました。

50gくらいを500mLの水に溶かして溶液を作りました。

電池になるのはこれも100均の製氷皿です。
前回、ゆず電池を作った時に、電圧が低かったので直列にたくさんつなげばよいはず．．．
と思ったからです。
電極は銅線と鉄の針金です。

14個直列につなげられるので、うまくいけば．．．
0.3V×14＝4.2Vくらい出るのではないかと期待したのですが．．．

かろうじてLEDは光りました。

しかし、すぐに暗くなってしまいます。
テスターで電圧を測ると、はじめは1.数Vですが1秒くらいで0.4V程度に落ちてしまいました。
この写真は、点灯してすぐに撮ったものです。

そもそも直列にしたのに個数分の電圧にならないのか。
そしてなぜすぐに電圧が落ちてしまうのか。

理由としては、
電極が細い。
クエン酸液の電気抵抗が高い。
そして電極の周囲で何か反応が起きている。
といったところが考えられます。

有名な「ボルタ電池」の再現ですが、ボルタの電池は実用にはならなかったことでしょう。

★電気★化学★ゆず電池を作りました

もらったゆずがたくさん冷蔵庫の中でしなびていたので、電池を作りました。
「レモン電池」の記事がよく載っていますが、同じです。

電極には鉄の針金と銅線を使いました。

こんな感じでブスッと差しました。
テスターで電圧を測ったら、0.3Vくらい出ていました。

これでは低すぎると思い４個直列にしたのですが．．．
4倍になるか期待しましたが0.4Vくらいまでしか上がらず．．．
豆電球をつなぐと即座に0Vになってしまいます。

期待したようにはいかないですね．．．

ちょっとした工夫をして、なんとかLEDを光らせることはできたのですが、
それは来週に。