物理04 手作りのおもり
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実験用のおもりって値段が高いですよね。1つ、2,000円くらいします。しかも、ニュートンのものがないように思います。そこで、PETボトルや巾着袋を使って自作してみました。PETボトルのものは4N、巾着袋のものは8Nとなっています。巾着袋は、いろいろな大きさのものがネットで安価に販売されており、必要な重さのものを作ることができます。ドライバッグ製は小学校のてこの実験用(6kg)です。
1 PETボトル製(4N) 約408g
【準備物】
ア PETボトル(280mL)
イ ナット付よーと
下写真の製品「ステンナット付よーと 3×25 八幡ねじ YAHATA ネジ」は、2025年1月現在入手しにくくなっているようです。次のようなものが代替品として使えると思います。
・ビーバー ステンナット付洋灯吊 1パック(4個入) 6F114 168円 (送料770円)
・ジョー・プリンス竹下 ステンレスナット付洋灯吊 PT-45-SUS-3 PT-45-SUS-3 1袋(10個) 943円
・ダイドーハント 真鍮 洋灯吊 (ナット付) [40mm] (A)22x(B)18x(C)9mm (4本) 373円
■ナット付よーとが手に入らないときは、「普通のよーと」と「エビプラグ」を使う方法もあります。
(詳細は、PETボトル製(4N)の作り方の最後の部分を参照。)
ウ 大ワッシャー(外形14mm、内径3.5mm、厚み0.8mm)
・オノカツ 純国産SUS304 ステンレス 大ワッシャー M3用 【外径14mm, 厚み0.8mm】100枚入 960円
エ 水槽底砂(南国 中目)
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【作り方】
① PETボトルの蓋に穴を開け、ナット付よーとを取り付けます。その際、丈夫にするために、内側に大ワッシャーを取り付けます。(ナット付よーとやワッシャーのボルトサイズはM3)
② 水槽底砂を入れ、蓋を閉めればできあがりです。
○「ナット付よーと」の代わりに「ナット付ひーとん」でもできます。(下写真)ナット付ひーとんの場合、輪になっている部分を少しだけペンチで広げてやる必要があります。しかし、この方がすき間が狭くて糸が外れにくい形状になるので、よーとよりも使いやすい面もあります。
■「普通のよーと」と「エビプラグ」を使う方法
「ナット付よーと」や「ナット付ヒートン」が手に入りにくいときは、「普通のよーと」と「エビプラグ」を使う方法もあります。(下写真)どちらもホームセンターで手軽に購入できます。エビプラグは色でサイズが決まっています。ねじ径が2.4~3.1mmの場合はオレンジのものを使用します。エビプラグをペンチでつかんでおいて、「よーと」をねじ込みます。手軽さから言うとこの方法がおすすめです。
・八幡ねじ ステンレスよーと 25mm 4本入 184円
・八幡ねじ エビプラグ 5×25mm 30本入 217円
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2 巾着袋製(8N) 約816g
できれば、定滑車と動滑車の実験の際には、8Nのおもりを使うのがよいと思います。力の大きさが半分になったときに、8Nが4Nになると手ごたえの違いがはっきりするからです。4Nが2Nになっても、手ごたえとしての違いは分かりづらいです。また、動滑車の際には滑車の重さが加わってくるので、滑車の重さの影響を小さくするためにも、8Nの重りのほうが適しています。
【準備物】
ア 巾着袋(23cm×17cm)
イ Sフック
ウ ポリエチレン袋(18cm×25cm)2枚
エ 水槽底砂(南国 中目)
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【作り方】
① 巾着袋を裏返しにして、蛇腹に折ってたこ糸で縛る。その後、元に戻すと、上下が短い巾着袋ができます。また、形も角がなくなって丸っこくなります
② ポリエチレン袋を2枚重ねて、水槽底砂を入れる。
③ ②を巾着袋に入れ、口を閉じる。
④ Sフックの片方をペンチはさんで輪にする。
⑤ Sフックを巾着袋に取り付ける。
ドライバッグ製(6kg)〔小学校のてこの実験用〕
小学校のてこの実験用に作った6kgのおもりです。袋は100均(ダイソー)で200円で購入できます。袋の形が円筒形で丈夫なのでおもりの袋としてぴったりです。砂は1Lが大体2kgなので3Lの袋がちょうど6kgになります。
【準備物】
ア ドライバッグ(3L) 200円 ダイソーで購入
イ 砂 (コメリ セメント用 砂 20kg 218円)
ウ ポリエチレン袋 2枚 (システムポリマー/LP-30/レジ袋 LP(乳白) No.30 100枚 厚さ0.02×幅260(+マチ140)×高さ(取っ手含む)500mm)
エ たこ糸
オ ビニールテープ
【作り方】
① ドライバッグにポリエチレン袋を二重にして入れ、砂を入れる。
② ポリエチレン袋の口をしばる。
③ プラスチックの留め金は壊れやすいので、ニッパーで切って取り外す。
④ 左右のベルトをたこ糸で結び、ビニールテープで覆う。(下図参照)