image


【京都市青少年科学センター】

ゴム板で強力吸盤作り

ゴム板を使って吸盤を作りましょう。ふだんあまり意識しない大気の圧力に改めて驚くかもしれません。

必要なもの

  • ゴム板
    天然ゴム。厚さ2~3㎜,大きさ15×15㎝程度。中央にネジ(下で説明)に合った穴をあけておきます。
  • つまみ
    引き出しの取っ手に使う部品。円柱形に近い形のものがいい。しっかりと握れる形状のものだと,力を入れたときにゴムが破れる恐れがある。(今回使用したのは直径18㎜,長さ23㎜ほどのもので,4×28㎜のナベネジが付属されていた。) 
  • ナベネジ
    上で用意した「つまみ」を「ゴム板」に取り付けるためのもの。「つまみ」に付属されているものでは長すぎるので別に用意する。(今回用意したのは,ナベネジ4×15㎜。)
  • ワッシャー
    ネジにあったものを用意する。(今回は,4×10のサイズのものを1個用意した。)
  • 塩ビ板
    厚さ1㎜,大きさ15×15㎜程度の小さなもの。中央にネジにあった大きさの穴をあけておく。ネジやワッシャーがゴム板の穴を貫通しないようにするために使う。


図1 必要なもの

作ってみよう

作り方は簡単です。ネジにワッシャーを通し,さらに塩ビ板,ゴム板の順に通して,最後につまみを付けてできあがりです。


図2 下から見たところ

図3 上から見たところ


遊んでみよう

 なめらかな机の上にゴム板を置いてつまみを持ち上げてみます。
 机の上やゴム板の下面にほこりなどが付いているとうまくいかないことがありますから,その場合はよくぬらした雑巾でふいておいて下さい。ゴム板の端がそり上がっている場合は,そこを軽く手で押さえながらつまみを持ち上げてみて下さい。

 さて,つまみを持ってゴム板を机から引き離すことはできましたか?どんなに強く引っ張っても無理だったのではないでしょうか?大人の人にもやってもらいましょう。たぶん誰もゴム板を持ち上げることはできません。

 私たちをとりまく空気は地表にいる私たちをおよそ1㎏重/㎝2の圧力で押さえつけているのですが,その圧力はいろいろな方向から等しくかかっているので普段は意識することはありません。ところがこのゴム板の場合少しようすが違います。ゴム板の下(机との間)には空気がありません。(あってもほんの少しです。)それに対してゴム板の上(つまみの付いている方)には空気がいっぱいあります。そのためゴム板の上からかかってくる圧力だけが残ってしまうのです。

 ではいったいどれくらいの力でゴム板は空気に押されているのでしょうか?
先ほど「1㎏重/㎝2の圧力」といいましたが,これは1㎝2の面積あたり1㎏重の力がはたらいているということです。今回作った吸盤の面積は15×15㎝=225㎡ですから,つまり約225㎏重の空気がゴム板の上に乗っていることになるのです。これではかなりの力自慢でも持ち上げられないはずです。

 ゴム板の大きさを少しずつ小さくしていって,どの大きさになったときに持ち上げられるようになるか試してみるのもおもしろいかもしれませんね。

(備考 この工作は埼玉県立北本高校の石井登志夫先生のアイディアをもとにしました。)

« 一覧に戻る