回転しないモーター！？親子で手作りする「リニアモーターバー」の科学レシピ

桑子研

サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。

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自由研究でも使える、リニアモーターカーの原動力がわかる
工作実験の紹介です。

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これぞ未来の乗り物！“回転しない”不思議なリニアモーターを家で手作りしよう

皆さんは、電車が「回転」する車輪で走るのに対し、「浮上」して走るリニアモーターカーの仕組みをご存知ですか？日本の技術の結晶ともいえるリニアモーターカーは、最高時速600kmを超える驚異的なスピードで走りますが、その原理は私たちの身近な“あの力”を使っています。

一般的なモーターが、電気の力で軸を「回転」させて動力を生み出すのに対し、リニアモーターは「リニア（直線）」の名前の通り、回転せずにまっすぐな動きを生み出します。まるで魔法のように、静かに、そして力強く動くこの仕組みは、子供たちの好奇心を刺激するのにぴったりです。

今回は、そんなリニアモーターの原理を、たった5つの道具で再現できる簡単な実験をご紹介します。お家で手に入るアルミホイルと磁石を使って、親子で一緒に「見えない力」の不思議を体感してみませんか？

リニアモーター「バー」を作ってみよう！

この実験では、アルミ箔で作った細い棒（バー）が、磁石の上を驚くほどの速さで滑り出します。

科学のレシピ：

アルミはく
フェライト磁石 ×10個以上（100円ショップで手に入ります）
下敷き
両面テープ
はさみ
乾電池（手回し発電機でもOK）

実験手順：

①　磁石を下敷きに貼り付ける

下敷きに両面テープを貼り、Ｓ極を上にして磁石を一直線に並べてつけていきます。

何個でも良いですが、１０個以上をおすすめ！

②　下敷きをひっくり返して、アルミ箔のレールを両脇にはりつけていきます。

アルミ箔を太さ1cmほどの帯状に２本切ります。下敷きをひっくり返して、磁石の張り付いた面を下にして机におきます。レールを直線に並んだの真上をはさむように置き、両サイドを両面テープで止めます。

③　「バー」を作る

ボールペンの芯などを使って直径0.5mm、長さ5cmほどの（厳密にこの大きさでなくてかまいません）アルミ箔のパイプを作ります。

クルっと巻きます！

④　レールの上に「バー」を置いて電流を流す。

レールの上にアルミパイプをおいて、レールに電流を流してみましょう。

結果：なぜ「バー」が動くの？

1.5Vの電池1本でも構いません。電流を流すと、なんとバーがすごい速さで動き始めます！手回し発電機を使えば、手で回す速さに合わせてバーが滑り出す様子も楽しめます。

そして面白いのが、電池の向きを変えると、バーの動く方向も逆になること。まるで、私たちの操作に合わせてバーが意思を持っているかのようです。

この不思議な動きの正体は、「電磁力」です。電流が流れるアルミ箔（バー）が、磁石の作った磁場の中に入ることで、電磁力という力がはたらきます。この力がバーを磁石の列に沿って一直線に押し出すので、バーは回転せずにまっすぐ進むのです。電池の向きを変えると電流の向きが変わり、それに伴って力の向きも逆になるため、バーは反対方向に動くのですね。

いかがでしたでしょうか。うまくいかない場合は、磁石を増やしたり、アルミ箔のパイプを軽くしたり、いろいろと工夫してみてください。この「リニアモーターバー」を一周させて走らせるにはどうすればいいかなど、親子で一緒に考えてみるのも楽しいですよ。ぜひ、ご家庭で未来の乗り物の不思議を体験してみてくださいね！

いかがでしたでしょうか。なかなか動かない場合には適宜調整をしてみてくださいね(^^)。棒を１周回すためにはどうすればいいのか？などいろいろと工夫をしてみてください。