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小学生ですが、磁石でリニアモーターカーの様なものを作ろうと思います。しかし、磁力が弱くてうまくいきません。どうすればうまくいきますか?ちなみに、磁石に電流を流したら、どうなりますか?

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A 回答 (3件)

リニアモーターとは、浮上することではありません。


回る部分がないモーターのことです。
走るものには普通の車輪があればよく、それを動かすモーターに回転部分がなければ、それで「リニヤモーターカー」なのです。
英語で「リニヤ」は「直線」の意味ですから、「直線状のモーター」ということです。

プロペラを回して進むのでは、それはリニヤモーターカーではありません。
大きな間違いです。

東京や大阪をはじめ、神戸や福岡など全国各地で、この「車輪式リニヤモーター地下鉄」が走っています。

小学生にはちょっとむつかしいかもしれませんが、幼児のころに遊んだ自動車か電車のおもちゃを出してきて、車体の裏に永久磁石を両面テープではります。

つぎに、エナメル線と乾電池で電磁石を作ります。
同じものを 5つか10個ほど作り、机の上にまっすぐ並べ、その上にボール紙で線路を造ります。

電磁石のスイッチを、端っこから順に入れてすぐ切れば、車体がスイッチの入り切りに合わせて動くはずです。

これが「リニアモーター」の原理です。

この回答への補足

電磁石とは、何なのでしょうか?

補足日時:2006/07/23 17:17
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ここを参考にしてみてください。


http://socyo.high.hokudai.ac.jp/More_HTML/buturi …
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浮上させるだけなら、磁石を並べるだけで十分に浮上するものが作れます。

車体は発泡スチロールなど、出来るだけ軽いもので作りましょう。

動かすためのリニアモーターは、電磁石を高速かつ正確に切り替える仕組みが必要なので、夏休みの工作レベルの技術では到底できません。

プロペラを回して風で進むなど、別の方法を考えましょう。
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Q簡単なリニアモーターカーの作り方

今度、学校の課題研究でリニアモーターカーを作りたいなあと思っています。でも、予算が1万2千円ぐらいしかありません。高校生でも作れる方法があれば教えて下さい。

Aベストアンサー

http://forum.nifty.com/fchem/log/rika/5286_main.html
【5982】以下参照

Q小学2年生の科学研究。

子供の夏休みの科学研究のネタに困っています。去年は愛読書から閃いてなかなか個性的な研究(とはいえ1年生ですが)をして賞もいただきました。

今年は閃くものがなくて困っています。 今週中に仕上げたいのですが・・・・・

なにか良いヒントを戴けませんでしょうか!!

子供は 氷の固まり方や溶け方を調べる・あと月の満ち欠けに興味があるようです。が・・・どのように持っていったらいいのか考えがまとまりません。 私自身、母の努力で低学年の間は何時も賞を貰えていたので なにかトラウマになっているのか (自由参加なのに) せずにはいられない心境なのです^^

よろしくお願いを致します。

Aベストアンサー

小学校2年生ですから、「自由研究の楽しさ」にポイントをおいて、お子さんを指導されてはどうでしょうか。

>子供は、ア『氷の固まり方や溶け方を調べる』、イ『あと月の満ち欠けに興味がある』ようですが。どのように持っていったらいいのか考えがまとまりません。

について。お子さんがすでに興味を持った2つのテーマがありますから、ここから出発しましょう

お母さんが、お子さんに『自由研究のしかた』を順に説明しましょう。

まず、自由研究ノート(ふつうのノート)を準備します。表紙にタイトルの『氷のかたまりかたととけかた(漢字はOKですか?氷の固まり方ととけ方)』と書きます。

提出する自由研究ノートの項目には、次のようなことが必要です。


<1> 提出する自由研究ノートの表紙に、大きな字で『研究テーマ』、『学年、クラス、出席番号、氏名、提出月日』を書きます。

<2> 2ページ目に、ア)このテーマを決めることになったきっかけ(夏で暑いので、よくかじった氷がいいかなとと思った。どうやって凍るのか不思議に思ったからとか。)

<3>3ページ目に、イ)実験のやり方(上で書いたことを、箇条書きにします。実験のやり方が他の人にわかるように、簡単な絵があるといいですね。デジカメで接写にして、3枚程度、ノートに貼ってもいいですね。
  1)・・・、2)・・・、3)・・・

<4>4ページ目にお子さんがスケッチした、実験結果の様子を書きます。

<5>5ページ目に、結果から、わかったことを、箇条書きで書きます。 
 1)・・・・、2)・・・・、3)・・・・

<6>6ページ目に、5ページ目を見て、もっとやってみたい実験を書きます。たとえば、水以外のジュースやお酢や塩水などでも調べたいと。

<7>7ページ目に、参考にした本の名前などを書きます。また、『お父さんやお母さんに協力してもらって、パソコンで、インターネットのOKWEBというのサイトや、下に書いたURLのサイトに、お母さんがコンピュータで調べて、僕を助けてくれた』と書けばいいでしょう。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ノートに実験方法(じっけんほうほう)を書きます。お子さんと一緒に考えましょう。『何々ちゃんは、どんなことしたら、氷の固まり方が調べられると思うの?』と発問します。お母さんが、安全で実現可能と判断されたら、それをノートに書かせましょう。
たとえば

<やり方1>
氷の固まり方(水が固まって氷ができるようす)

『水を何々に入れて、時間を測る。何時間おきに冷蔵庫の冷凍庫にある何々を取り出し、急いでスケッチしたら、すぐ冷蔵庫をしめる。全部凍ったら実験はおわり。何枚かのスケッチを見ながら、お子さんに『どんなことがわかるかしら?』と。お子さんが思ったことをノートにすべて、箇条書きに書かせる。このときに、正しいとか間違っているとか、お母さんがお子さんに、指導されない方が、お子さんは生き生きして、活動されると思います。結果の正誤より、自由研究のやり方をお母さんから学んだ、という発想でよろしいかと思います。

<氷の溶け方>(いろいろな形の氷の溶け方を、自由研究ノートに手早くスケッチさせればよいでしょう)
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

<やりかた2> 『時間がかかって大変かしら?ほかにどんな実験がいいのかしら?』、かき氷に100gくらいの食塩を加えると、寒剤となりますから、大きめの容器に寒剤を入れ、寒剤をかき混ぜながら、水の入った小さな容器を冷やしながら、お子さんに、実験結果(凍る過程を、たとえば3分おきに観察し、自由研究ノートに書かせてもいいでしょう。

<氷の溶け方>いろいろな形の氷が溶ける経過を、スケッチさせていいでしょう。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
応用として、<水と塩水の氷方のちがいをしらべる>でも自由研究テーマになります。100gの水に約35gの食塩が溶けます。水と食塩水(しおみず)を同じ大きさの小さい容器に入れ、寒剤で冷やして、その様子を、お子さんにスケッチさせ、こおりかたの違いを、自由研究ノートにまとめさせてもいいですね。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
これらの結果をまとめて、おこさんが考えたことを書かせて、自由研究(ノート)の提出です。

参考URL:http://dir.yahoo.co.jp/Education/K_12/Homework_for_Summer/Free_Theme_Study

小学校2年生ですから、「自由研究の楽しさ」にポイントをおいて、お子さんを指導されてはどうでしょうか。

>子供は、ア『氷の固まり方や溶け方を調べる』、イ『あと月の満ち欠けに興味がある』ようですが。どのように持っていったらいいのか考えがまとまりません。

について。お子さんがすでに興味を持った2つのテーマがありますから、ここから出発しましょう

お母さんが、お子さんに『自由研究のしかた』を順に説明しましょう。

まず、自由研究ノート(ふつうのノート)を準備します。表紙にタイ...続きを読む

Q磁石で磁石を浮かせたい!

 磁石のN極を上向きに床面に敷きます。
 また別に、箱の底に磁石のN極を下向きに設置します。
 床面の上に、その箱をおろして、下からはもちろん、横や上からの支えなしに、床から(たとえ数cmでもいいから)浮いている状態を作りたいのです。
 実験材料として、ホームセンターで販売している丸ボタン型の磁石の同じものを多数購入しました。磁石は直径2cm:平らな面が磁極。フェライトだと思いますが材質はよくわかりません。磁力は手の甲に載せた磁石と手のひらにある磁石がなんとか引き寄せられて落ちない程度です。
 方法として、床面にテープで無理矢理近接させて並べて貼り付けました。一方様々な形、大きさの磁石をその上に同じ磁極が向き合うようにして、磁石がひっくり返らないように箱の底面にテープで貼り付け、置いてみようとしたところ、外に逃げたり、床の磁石と磁石の間に引き寄せられてしまったりと、うまくいきません。床面の磁石の並べ方を円状に並べてみたり、くっつけて並べてみましたが、同様にうまくいきません。
 なんとか浮いた状態で安定させたいのですが、いい方法、アドバイスがありましたらよろしくお願いいたします。
 場合によって、床面はかごのような形でもかまいません。
 

 磁石のN極を上向きに床面に敷きます。
 また別に、箱の底に磁石のN極を下向きに設置します。
 床面の上に、その箱をおろして、下からはもちろん、横や上からの支えなしに、床から(たとえ数cmでもいいから)浮いている状態を作りたいのです。
 実験材料として、ホームセンターで販売している丸ボタン型の磁石の同じものを多数購入しました。磁石は直径2cm:平らな面が磁極。フェライトだと思いますが材質はよくわかりません。磁力は手の甲に載せた磁石と手のひらにある磁石がなんとか引き寄せられて落ちな...続きを読む

Aベストアンサー

アーンショーの定理は磁場そのものの性質に起しているので、単に磁石の配置を工夫しても解決しないと思います。(反磁性体を使えばできますが)

磁気浮上を研究している人は結構沢山います。アーンショーの定理と磁気浮上に関しては参考URL(英語)が詳しいです。

実際は、U-CASのようにあっと驚くアイデアで磁気浮上を実現することもできているわけですから、新しい方法を考えることは有意義だと思いますが、磁石の配置方法以外のプラスアルファが必要ですね。

参考URL:http://www-hfml.sci.kun.nl/levitation-possible.html

Qリニアモータの動作原理について

リニアモータの動作原理を学んだのですが、上下にマグネットを対向させることにより、常に磁束はNからSの方向へつまり垂直方向に働く磁束が出来て、マグネットの間にコイルを設けて、これに電流を印加することで回転磁束が発生しコイルは水平方向に力を受けるとのことですが、なぜ水平方向に力を受けるのかなかなか腑に落ちません。どなたか分かりやすく教えていただけないでしょうか??

Aベストアンサー

 右手の法則は発電機、左手の法則は主にモーターに対して考えられます。コイルを磁場の中で動かすことによって電圧が発生するのは右手の法則、コイルに電流を流すことによって力が発生するのが左手の法則だと思います。要するに、順番が反対なわけですね・・・
 蛇足ですが、発電機とモーターは紙一重なんです。モーターとして動力発生中も発電機の要素を含んでいるため、回転数が増えると電流が減ります。発電機として利用中もモーターとしての働きがあります。だから重負荷にすると回す力が重くなるのです。
 リニアモーターカーや電車はブレーキ時にモーターを発電機として使い電流を架線にもどしますが、別につなぎかえていません。界磁を強めることによって、右手の法則を左手の法則より強めることによって発電機の要素を強めているだけです。これはすなわち、力の方向を同じと考えた場合、右手の法則と左手の法則では電流の向きが反対になる証拠なのです。

Q強力な電磁石の簡単な作り方

普通の磁石と同程度の磁力を持った電磁石の作り方を教えて下さい。
あるいは方法を紹介しているURLを教えて下さい。
材料はホームセンターで簡単に手に入るものに限定します。
電磁石を使ってアラゴーの円盤(電磁誘導)を実現するのが目的です。
(ネットで色々調べ、電池一個で強力な磁力を発生させているものも見かけましたが、
形状・サイズなど都合の良い材料がなかなか見つかりません。)

Aベストアンサー

(実験した事はありませんので、おそらく最大になるだろうという考察です)

まず、コイルは内径が大きく、外径が小さいほど良いです。
次に、コイルの幅は狭い方が良いです。
電流はたくさん流れる方が良いです。
巻き数は多いほうが良いです。

つまり、層は少ない方が良いが、巻き数は多い方が良いので相反しています。適度な巻き方を探す必要はあります。
次に、電池(電源)の内部抵抗と同じ抵抗のコイルを作る必要があります。(その時電力が最大になります)
電池だと直流のため、導線の抵抗値のみを考えればいい事になります。(コイルのインダクタンスは無視できる)
導線の抵抗値が1m辺り何オームなのかを測り、電源の内部抵抗を調べ、同じ抵抗値になる長さを切り出します。
なるべくコンパクトに巻きます。

次に鉄心です。
棒状の鉄心よりはE型のような形状の鉄心の方が磁束が逃げにくいため強力になると思われます。
Eの内側中棒にぎゅうぎゅうになるようにコイルを巻いた時が最大になると思います。

以上より、
1.途中までねじがきってある太目の鉄製のボルトにコイルをぎちぎちに巻きます。
2.鉄のお猪口(状のもの)の中心に先ほどのボルトがしまるねじをきります。(出来れば1のコイルの太さにぴったりの内径)
3.1と2をくっつけます。
コレで最大になるんじゃないかと思います。

無理ならコの字型の鉄材の真ん中にねじを切り、鉄心もダイスでねじをきり、コイルを巻いて取り付けます。
コの字の鉄材はレールのようなものをカット、鉄心は鉄の棒をカットすれば良いと思います。

電磁石をON,OFFするのなら鉄は焼き戻す作業が必要になります。
コレをしないと鉄が磁石になってしまいます。

棒状の磁石なら、コイルを端に巻く事が重要になると思います。
がんばってください。

参考URL:http://www.osaka-c.ed.jp/sog/kankoubutu16/kenkyuu16/pdf/b01/2.pdf

(実験した事はありませんので、おそらく最大になるだろうという考察です)

まず、コイルは内径が大きく、外径が小さいほど良いです。
次に、コイルの幅は狭い方が良いです。
電流はたくさん流れる方が良いです。
巻き数は多いほうが良いです。

つまり、層は少ない方が良いが、巻き数は多い方が良いので相反しています。適度な巻き方を探す必要はあります。
次に、電池(電源)の内部抵抗と同じ抵抗のコイルを作る必要があります。(その時電力が最大になります)
電池だと直流のため、導線の抵抗値の...続きを読む

Q電磁石のコイル。正しい巻き方として・・・

小学校などの理科の実験で、鉄にエナメル線を巻きつけて電磁石を作った記憶が
あるのですが、未だにはっきりとわからない点があります。

(1)コイルを巻きつける際、2重にならないように巻く事。
(2)同じく巻きつけの際、偏りが出ない(コブを作らない)ように巻く事。

この2点を言われたのですが、どうしてなのか、それを怠るとどうなって
しまうのか、明確な理由をどなたか教えてください。
よろしくおねがいします。

Aベストアンサー

何人かの方が回答されていますが、正確には(本当に厳密なことをいうとちょっと違うのですが)ターンとか巻き数は「単位長さあたりの巻き数」です。つまり、発生できる磁場の強さは、流す電流と「単位長さあたりの巻き数」に比例します。いいかえると、

(a) なるべく密にエナメル線を巻いて
(b) なるべくたくさん電流を流す

と強い電磁石になります。したがって、ご質問の(1)はちょっと疑問です。何重にも重ねた方が強い電磁石になります。(2)はそうした方が密に巻けるからです。

ちなみに心棒が何であっても、電流さえバンバン流せばいくらでも強い電磁石が作れます。現在では定常的に40テスラ級(1テスラは10000ガウス。磁気でコリをほぐすという商品が1000ガウスくらい)の磁場を発生する電磁石が作られています。もっともこのような巨大電磁石になると、様々なノウハウがあって釘にエナメル線を巻くようなわけにはいきませんが。

日本はこのような巨大電磁石に関しては世界のトップクラスにあります。(電力事情の関係で世界記録はアメリカ)下記URLをご覧下さい。

http://akahoshi.nims.go.jp/jap/syokai.html
http://www.hflsm.imr.tohoku.ac.jp/

何人かの方が回答されていますが、正確には(本当に厳密なことをいうとちょっと違うのですが)ターンとか巻き数は「単位長さあたりの巻き数」です。つまり、発生できる磁場の強さは、流す電流と「単位長さあたりの巻き数」に比例します。いいかえると、

(a) なるべく密にエナメル線を巻いて
(b) なるべくたくさん電流を流す

と強い電磁石になります。したがって、ご質問の(1)はちょっと疑問です。何重にも重ねた方が強い電磁石になります。(2)はそうした方が密に巻けるからです。

ちなみに心棒が何であ...続きを読む

Q磁石のN極をS極に変える方法?

こんばんは。お世話になります。

どのカテゴリーに質問してよいのかわからなかったので、ここに質問させていただきました。

確か小学生位に学校で習ったと思うのですが、磁石のN極をS極に代える方法ってどうやるんでしたっけ?

わかる方がいましたら、教えてください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

磁石に,磁化と逆向きに磁場をかければ,磁極は反転します。ただし,その磁石の保磁力以上の,十分な磁場をかけなければいけません。

現在,簡単に入手できるできる磁石の種類は3種類あり,それぞれフェライト磁石(Fe3O4),サマリウムコバルト磁石(Sm-Co),ネオジム磁石(Nd-Fe-B)という名前で売られております。これらの磁石が作る磁場は,

 Fe3O4 < SmCo < Nd-Fe-B

の順になっており,保磁力もこの順になっております。よって,磁極を反転させるには,その磁石より強い磁石を用いればよいということになります。

> 方位磁石に棒磁石を近づけたりして遊んでいるうちに、NとSがひっくり返ってしまった

棒磁石の作る磁場が,方位磁石の保磁力より強かったということです。

Q小学生に電磁石の実験を・・・

小学生に電磁石の実験を・・・
することになりました。
ですがどんな実験をすればいいのかわかりません。
電気を使えば磁石になったねおしまい・・・じゃダメなんです(;-;)
教科書に載っていないような実験を頼まれています。
なにか小学生が「おお~」って言ってくれそうな
遊び感覚でできそうな
でんじろう先生みたいな実験を教えてください!
おねがいします。

Aベストアンサー

>小学生が「おお~」って言ってくれそうな

なら、派手に動かせるのが良いかもしれませんね。

 各生徒に電磁石の製作をさせる等、電磁石を複数個用意できるなら「リニアモータ」とかどうでしょう。

 透明の大きな薄めのアクリル板(無ければ段ボールでも良いでしょう)の裏に電磁石を貼り付け(*1)、それを平らになるように設置して、缶飲料の空き缶など(*2)を電磁石の ON - OFF で動かす。
 ちょっと勾配をつけてみて空き缶に坂を登らせるとか、班対抗で空き缶スピードレースとか、授業だかレクリエーションだかわからない盛り上がりを見せるのではないでしょうか。

 永久磁石では出来ないこと、スイッチ(通電)により磁力を ON - OFF 出来ること。
 それを応用して色々な事が出来ること。実際のリニアモータも原理はこんなものです。
 この辺りを強調しておけば授業としては成立するでしょう。

 以上、思い付いたまでですので、実際に授業に使えるかどうかは先生方で事前に検証してください。

(*1)時間があれば電磁石の配置は生徒たちに工夫させてみても好いかも。
(*2)最近はスチール缶でもアルミ缶のように薄く(軽く)作られているものもあります。

>小学生が「おお~」って言ってくれそうな

なら、派手に動かせるのが良いかもしれませんね。

 各生徒に電磁石の製作をさせる等、電磁石を複数個用意できるなら「リニアモータ」とかどうでしょう。

 透明の大きな薄めのアクリル板(無ければ段ボールでも良いでしょう)の裏に電磁石を貼り付け(*1)、それを平らになるように設置して、缶飲料の空き缶など(*2)を電磁石の ON - OFF で動かす。
 ちょっと勾配をつけてみて空き缶に坂を登らせるとか、班対抗で空き缶スピードレースとか、授業だかレクリエーションだ...続きを読む

Q自由研究レベルで太陽電池の簡単な実験装置の作り方は

小学校の夏休みの自由研究で太陽電池を使って発電する簡単な実験装置を作りたいと思っています。安価な太陽電池のパネルや必要な部品の他、回路図などを入手することは可能でしょうか?
あるいは、手軽に手に入れられる教材などがあれば教えていただけませんでしょうか?

Aベストアンサー

電子工作キットを扱っているところにいけば入手できます。
昔からある有名どころとしてはエレキットなど。
http://www.elekit.co.jp/product/4a532d363130
http://www.elekit.co.jp/product/4a532d363930

燃料電池で走るミニカーのキットなんかもあります
http://www.elekit.co.jp/product/4a532d37393030

秋葉原に店舗がある秋月通商では各種電子パーツを扱っています。
通販もやっています。
http://akizukidenshi.com/catalog/default.aspx

ソーラーパネル単品
http://akizukidenshi.com/catalog/c/csolar2/

Qストローに輪ゴムを通してプロペラで飛ぶ模型飛行機

ストローを適当な長さに切って、その中に輪ゴムを通し適当なプロペラで実際に空中を飛ぶ飛行機はありますか。

Aベストアンサー

いろいろありますよ
http://www.osaka-c.ed.jp/sog/kankoubutu21/kankoubutu2105/PT2009/102.pdf
http://zamcopter.web.fc2.com/rubber_band_helicopter.htm
http://www.asahi-net.or.jp/~ue6s-kzk/sub26.htm#sutorohikouki


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