目を丸くする！斜めに立つ缶とマイケルのゼログラビティーの謎
誰もが目を丸くする実験の紹介！
空き缶をこんなバランスで立てたことありますか？
まずはこちらの動画または、写真を見て下さい。なんとこんな細長い空き缶が、絶妙なバランスで立てることができるのですね。
まるでマイケル・ジャクソンの「ゼログラビティー」ようなので、「マイケル・ジャクソン缶」と名づけてみました。
缶の底と机をボンドでつけているわけではなく、机そのものには仕掛けはありません。子供も絶対に驚くこの実験、ぜひ挑戦してみてほしいのですが、やってみるとなかなかうまくいきません。というか、そのままではできません！種があるわけです。
それもそのはず、机には仕掛けがないと書きましたが、実は缶にある細工をしています。缶の中には水が少しだけ入っています。だいたい５分の１くらいまで水を入れた状態にすると、斜めの状態で、立たせることができるようになります。
ビールやサイダーの缶など、横部分が少し斜めにカットされているものが最適です。例えばビールの空き缶などは、斜めにカットされているので、ビールの空き缶でもうまくいきます。
ぜひご自宅で、ビールを飲んだときに、挑戦してみてください。子供が目を丸くして、驚くはずです。もちろん子供用に用意したジュースなどの缶の中身はすべて抜いておきましょう。こうすることにより、子供が一生懸命挑戦しますが、立たなくて、お父さんの技術を尊敬するはずです（＾＾）
なぜ水を入れると、倒れなくなるのか？
ではなぜ缶の中に３分の１くらい水を入れると、突然缶はこんなにも不安定な状態で立つようになるのでしょうか。まず空き缶を立たせると、重心と垂直抗力の合力が一致し力が一直線上になります（作用線上になります）。
※缶の中に飲み物が入っている場合も、空の場合も同じです。
このとき物体のモーメント（回転させるための力）はつりあっており、物体は倒れません。しかし缶を傾けてみると、重心が垂直抗力の作用線上からずれてしまい、重力が缶を倒すような回転させる能力（力のモーメント）をもちます。このため空き缶は倒れてしまいます。
これが空き缶が倒れる理由です。ではマイケルジャクソン缶はなぜ倒れないのでしょうか？その秘密は、缶の中に水を少しだけ入れる（飲み物を残す）ことによって缶の重心の位置が左側に移動するためです。
こうすることにより垂直抗力の作用線上に重心がくるため、モーメントのつり合いがとれて、缶はこのような変な姿勢でバランスさせることができます。トンボのような形をしたやじろべえなどもこの力のモーメントのつり合いを工夫して、おもしろい状態で止まるようになっています。
このように、物体が立ってその場で静止をするためには、力のモーメントがつり合うという条件も
大切になってきます。
だるまについてもモーメントを考えて見よう！
「だるま」がなぜ転んでも転んでも起き上がるのか、これもモーメントと深い関係があります。だるまの例を見てみましょう。だるまは、足がマルイ形をしており、重心が下にくるゆようにおもりなどが入っているのが特徴です。
このだるまを例えば大きく傾けていくとどうなるのでしょうか。
足がまるくいことで接地面が動くことに加えて、ダルマは重心が低いため、垂直抗力の作用線と重力の作用線の関係から、だるまを戻す方向の力のモーメントが生まれます。
マイケルジャクソンのゼログラビティーの秘密
このように考えると、マイケルジャクソンはなぜ倒れないのか？不思議に思うかもしれません。マイケルジャクソンのゼログラビティーにも秘密があります。こちらの動画をごらんください。
こちらにトリックが載っていますが、見てみるとなーんだ！と思うようなものですよね。実はマイケルジャクソンもモーメントをうまくコントロールしていたのですね。リュックサックの背負い方deutorのサイトが面白いので一色確認してみてくださいね。
※ 斜めに立つ空き缶については、横川淳先生「気楽に物理」から知りました(^^)。
またぼくの書いた「大人のための高校物理復習帳」では、マイケル・ジャクソン缶とモーメントについてより詳しくまとめております。原理などについて知りたい場合はこちらも参考にどうぞ。
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