मैं हूँ साइंस ट्रेनर कुवाको केनकिची। हर दिन एक नया प्रयोग।

वाइल्ड मिनी 4WD के साथ विज्ञान का प्रयोग

क्या आप Tamiya की “वाइल्ड मिनी 4WD” के बारे में जानते हैं? सामान्य मिनी 4WD गाड़ियाँ गति के लिए बनाई गई स्मार्ट मशीनें होती हैं, लेकिन वाइल्ड मिनी 4WD के पहिये उनसे 2-3 गुना बड़े होते हैं, इसकी बॉडी मजबूत होती है, और यह आसानी से बाधाओं को पार कर जाती है। यह सचमुच “ऑफ-रोड के राजा” जैसा एहसास देती है।

जब आप इसे बाहर चलाते हैं, तो यह मिनी 4WD से बहुत अलग लगती है। इस वाइल्ड मिनी 4WD को देखते हुए, मैंने एक चीज़ पर ध्यान दिया। इसके बड़े रबर के पहिये अंदर से खोखले (खाली) होते हैं, और वे जमीन पर ग्रिप बनाने के लिए इस तरह से डिज़ाइन किए गए हैं कि वे दबकर विकृत हो जाते हैं, जिससे घर्षण बल (फ़्रिक्शन फ़ोर्स) बढ़ जाता है। इसका मतलब है कि इसकी पकड़ शक्ति (ग्रिप) बहुत मज़बूत होती है।

“शायद इसका इस्तेमाल घर्षण बल पर प्रयोग करने के लिए किया जा सकता है!”

ऐसा सोचकर, मैंने दो गाड़ियाँ खरीदीं और कई तरह के प्रयोग किए। मुझे पता चला कि इससे एक बहुत ही दिलचस्प प्रयोग किया जा सकता है जो भौतिकी के नियमों को हमारी आँखों के सामने दिखाता है। आज, मैं आपको वाइल्ड मिनी 4WD का उपयोग करके “विज्ञान की रेसिपी” के बारे में बता रहा हूँ।

विज्ञान की रेसिपी

उद्देश्य:

दो वाइल्ड मिनी 4WD गाड़ियों को एक-दूसरे की पीठ से सटाकर “रस्साकशी” करवाएँगे। इस दौरान, हम देखेंगे कि घर्षण गुणांक (सतह की खुरदुरापन) या अभिलम्ब बल (वजन) जैसे घर्षण बल के कारकों को बदलने पर कौन सी मिनी 4WD जीतती है।

सामग्री:

वाइल्ड मिनी 4WD (2 गाड़ियाँ), डोरी (जैसे पतंग की डोरी), वजन (संतरे या कोई और वस्तु भी इस्तेमाल कर सकते हैं), पोंछा/कपड़ा (rag), रेगमाल/सैंडपेपर, प्लास्टिक शीट (underlayment)

विधि:

① दो वाइल्ड मिनी 4WD गाड़ियों को असेंबल करें। [ज़रूरी बात] इस समय, बैटरी बॉक्स में एक तार का उपयोग करके इस तरह से बदलाव करें कि गाड़ी केवल एक बैटरी (1.5V) से चल सके। यदि आप मूल दो बैटरियाँ (3V) का उपयोग करते हैं, तो मोटर का टॉर्क (घूमने की शक्ति) इतना अधिक होगा कि रस्साकशी शुरू होते ही गाड़ी उछलकर पलट जाएगी, और प्रयोग ठीक से नहीं हो पाएगा।

② दोनों वाइल्ड मिनी 4WD गाड़ियों के पिछले हिस्से को पतंग की डोरी से बाँध दें।

③ दोनों गाड़ियों का स्विच एक साथ ऑन करें और उन्हें रस्साकशी करने दें। यदि शर्तें समान हैं, तो पहिये एक ही जगह पर खाली घूमते रहेंगे, और दोनों गाड़ियाँ बराबरी पर टिकी रहेंगी। (सच कहूँ तो, बस यह देखकर ही छात्र “वाह!” कहकर खुश हो जाते हैं)।

④ इस स्थिति में, एक मशीन के नीचे की जमीन पर पोंछा, रेगमाल, या प्लास्टिक शीट बिछाकर सतह की स्थिति बदलें, और देखें कि गाड़ी किस दिशा में चलती है।

⑤ एक मिनी 4WD के ऊपर वजन (जैसे संतरा) रखकर गाड़ी का वजन बदलें, और देखें कि क्या होता है।

उदाहरण के लिए, एक संतरा रखकर देखें…

परिणाम:

प्रयोग करने पर हमें सहज रूप से दिलचस्प परिणाम मिलते हैं। प्लास्टिक शीट जैसी चिकनी सतह पर, पहिये फिसल जाते हैं और वह हार जाती है, लेकिन पोंछे या रेगमाल जैसी सतह पर गाड़ी पकड़ बनाकर जीत जाती है। साथ ही, यह भी स्पष्ट है कि जिस मशीन पर वजन (संतरा) रखा जाता है, वह रस्साकशी में ज़्यादा मज़बूत होती है।

इस प्रयोग का विज्ञान: “भारी” गाड़ी क्यों जीतती है?

उच्च विद्यालय (हायर सेकेंडरी) भौतिकी के प्रश्नों में अक्सर यह शर्त आती है कि “जब घर्षण बल को नज़रअंदाज़ किया जा सके (घर्षण शून्य माना जाता है)”। इसलिए, कई लोग घर्षण बल को गति में रुकावट डालने वाला “खलनायक” मान सकते हैं। हालाँकि, कार या मिनी 4WD के लिए, घर्षण बल आगे बढ़ने के लिए एक ज़रूरी बल (ड्राइविंग फ़ोर्स) है।

यह ठीक वैसे ही है जैसे बर्फ पर दौड़ने की कोशिश करने पर हम फिसल जाते हैं और आगे नहीं बढ़ पाते। चूँकि टायर जमीन को मज़बूती से पकड़ते हैं (घर्षण होता है), तभी उसकी प्रतिक्रिया के रूप में गाड़ी आगे बढ़ पाती है। जब आप वाइल्ड मिनी 4WD को अपने हाथ पर चलाते हैं, तो आपको महसूस होगा कि पहिये आपकी त्वचा को ज़ोर से धकेल रहे हैं। यही घर्षण बल का असली रूप है।

पहिए के क्रिया और प्रतिक्रिया का संबंध

इस रस्साकशी को जीतने के लिए, अधिक घर्षण बल की आवश्यकता होती है। घर्षण बल की मात्रा को निम्नलिखित सरल सूत्र से व्यक्त किया जाता है:

F ＝ μN

(अधिकतम घर्षण बल ＝ स्थैतिक घर्षण गुणांक × अभिलम्ब बल)

आइए इस सूत्र को इस प्रयोग पर लागू करें:

• μ (म्यू): स्थैतिक घर्षण गुणांक यह “सतह का फिसलन रहित होना” दर्शाता है। जब हम पोंछा या रेगमाल बिछाते हैं, तो यह मान बढ़ जाता है, घर्षण बल बढ़ जाता है और गाड़ी जीत जाती है।
• N (एन): अभिलम्ब बल यह वह बल है जिससे ज़मीन वस्तु को सहारा देती है, और समतल सतह पर यह “वजन” के अनुपात में होता है। जब हम वजन या संतरा रखते हैं, तो टायर ज़मीन पर ज़्यादा ज़ोर से दबते हैं, जिससे घर्षण बल बढ़ जाता है और गाड़ी जीत जाती है।

भारी और हल्की स्थिति

छात्रों से अंदाज़ा लगवाने पर, कुछ बच्चे सोचते हैं कि “भारी होने के कारण गति करना मुश्किल होगा, इसलिए वह हार जाएगी।” हालाँकि, कुश्ती की तरह ही, धक्का-मुक्की (या रस्साकशी) के मुकाबले में, भारी वजन वाला व्यक्ति ज़मीन पर ज़्यादा मज़बूत पकड़ बना पाता है, इसलिए उसे फायदा होता है। यह एक अनुशंसित प्रयोग है जहाँ छात्र न केवल सिद्धांत से, बल्कि अपनी आँखों के सामने मिनी 4WD को प्रतिस्पर्धा करते हुए देखकर, घर्षण के सूत्र को आसानी से समझ पाते हैं।

पूछताछ और अनुरोध के बारे में

विज्ञान के आश्चर्य और मज़े को और करीब लाएँ! मैंने घर पर किए जाने वाले मजेदार विज्ञान प्रयोगों और उन्हें करने के तरीक़ों को आसान भाषा में संकलित किया है। ज़्यादा जानने के लिए खोज करें! ・विज्ञान की नोट्सबुक की सामग्री अब एक किताब बन गई है। ज़्यादा जानकारी के लिए यहाँ देखें। ・संचालक, कुवाको केनकिची के बारे में जानने के लिए यहाँ देखें। ・विभिन्न अनुरोधों (लेखन, व्याख्यान, प्रायोगिक कक्षाएँ, टीवी पर्यवेक्षण/उपस्थिति आदि) के लिए यहाँ संपर्क करें। ・लेखों के अपडेट X पर जारी किए जा रहे हैं!

विज्ञान के नोट्स चैनल पर प्रयोग के वीडियो प्रसारित हो रहे हैं!

３月のイチオシ実験！

• 押し花を作ろう！：梅や桜の花の押し花を作ってみましょう。特別なケースに入れると、長く保存できて、しおりにもなります。

テレビ番組・科学監修等のお知らせ

• 「月曜から夜更かし」（日本テレビ）にて科学監修・出演しました。
• 2月27日放送予定「チコちゃんに叱られる」（NHK）の科学監修しました。

書籍のお知らせ

• 1/27 『見えない力と遊ぼう！電気・磁石・熱の実験』（工学社）を執筆しました。
• サクセス15 ２月号にて「浸透圧」に関する科学記事を執筆しました。
• 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
• 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）…　高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。

講師・ショー・その他お知らせ

• 3/20（金）　日本理科教育学会オンライン全国大会2026「慣性の法則の概念形成を目指した探究的な学びの実践」について発表します。B会場 第３セッション： 学習指導・教材（中学校）③　11:20-12:20
• 7/18（土）　教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
• 10/10（土）　秘密兵器「帯電ガン」が炸裂！ビリビリ！ドキドキ！静電気サイエンスショー＠千葉市科学フェスタ（午後予定）
• 各種SNS　X(Twitter)／instagram／Facebook／BlueSky／Threads

Explore

• 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
• 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
• Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
• 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
• 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
• About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
• お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。