ペットボトルで科学発見！ジャイロ効果を感じる空飛ぶおもちゃの作り方

桑子研

サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。

皆さんの身の回りには、思わず「なんで？」と首をかしげてしまうような不思議な現象がたくさんありますよね。例えば、くるくると回り続けるコマがなぜ倒れないのか、あるいは、手のひらで驚くほど滑らかに回り続けるハンドスピナーは、一体どんな力が働いているのでしょうか？実は、これらの現象の裏には、私たちの生活の様々な場面で活躍する、ある共通の科学の原理が隠されています。今日は「ジャイロ効果」の秘密に迫ります。

作って体験！「スーパースピニングリングデラックス」ワークショップ！

ジャイロ効果の面白さは、実際に体験してみることでより深く理解できます！身近な材料であるペットボトルを使って、自分だけのジャイロ効果体験ツールを作ります。作り方はとってもシンプル！ペットボトルのお腹の箇所を切り取り、切り取った部分の片側にテープを内側と外側に貼るだけ！こんな簡単な工作で、驚くほど安定して回転するリングが完成します。このワークショップは、科学部のEさんとAさんが制作したものです。

これを手に持って、回転させながら投げると、姿勢が安定したまま真っ直ぐに飛んでいきます。

ジャイロ効果って、一体何？

では早速、今回の主役である「ジャイロ効果」について掘り下げてみましょう。ジャイロ効果とは、一言でいうと「回転している物体が、その姿勢を保ち続けようとする性質」のことです。私たちがよく知るコマを例に取ると、コマが回っている間はなぜか倒れず、安定して自立していますよね？これはまさに、ジャイロ効果の力のおかげなのです！物体が高速で回転していると、その回転軸を無理に傾けようとしても、元の姿勢を維持しようとする強い力が働くのです。

身近なものから最先端技術まで！ジャイロ効果が活躍する世界

この不思議なジャイロ効果は、私たちの日常生活の中だけでなく、様々な技術に応用されています。いくつか具体例を見てみましょう。

弾道を安定させる秘密兵器「ライフリング」

皆さんは「ライフリング」という言葉を聞いたことがありますか？これは、ライフル銃などの銃身内部に刻まれた螺旋状の溝のことです。銃弾がこの溝を通って発射される際、ライフリングによって弾丸に回転が与えられます。高速で回転するようになった銃弾は、ジャイロ効果のおかげで空気抵抗を受けても姿勢が崩れにくく、まっすぐ安定した弾道で飛んでいくのです。この技術は、ライフル銃やハーフライフル銃に採用されており、正確な射撃を可能にするための重要な要素となっています。

ずっと回る！「ハンドスピナー」の驚異的な安定性

数年前に大流行した「ハンドスピナー」も、ジャイロ効果の素晴らしい実演機です。ハンドスピナーが高速回転すると、急な力が加わっても姿勢を保ったまま回り続けます。これは、内部の重りが高速回転することでジャイロ効果が働き、姿勢が安定するためです。ただの遊び道具だと思われがちですが、実はここにも立派な科学の原理が隠されているのですね！