ヒーローエンジン(気力計)
目的:
- ニュートン第三法則を、膨張する水蒸気をつかってデモする。
論題:
- この活動は、2タイプの動くヒーローエンジンの製作と使用を含んでいる。(教師モデルと学生モデル)
説明:
編集者:
材料と用具:
- (教師用モデル)
銅製トイレットフロート(設備工務店かホームセンターで入手)
φ6mm蝶ネジ
φ5mm真鍮パイプ 長さ30cm
ハンダ
釣り糸
アイスピックかドリル
金属用ヤスリ
ハンドガスバーナー(トーチランプ)
製作:
- 蒸気力ヒーローエンジン(教師用)
1、銅管の中央を、挿絵のように金属用ヤスリで「きざみめ」をつける。半分に削ってしまわないこと。
2、アイスピックかドリルでフロートの真中、正反対方向に1組の穴をあける。その穴の直径は、銅管がまっすぐにちょうど入る大きさにすること。
3、銅管をフロートを串刺しにして、突き出た部分の長さがちょうど同じ長さになるようにする。フロートと銅管の接触点をハンドガスバーナーで加熱する。ハンダを使ってフロートと銅管を接着密閉する。(左右2箇所とも)
4、ドリルでフロートの頂点のコネクター接続部の奥に、注水口をあける。
5、ハンドバーナーで銅管の先端から2.5cm程度のところを加熱して、直角に曲げる。それぞれの端は、水平に対向する方向に曲げること。
6、ドリルで蝶ネジの平らな部分に、糸とスイベルで吊り下げるための穴をあける。蝶ネジをコネクターにねじ込み、糸とスイベルを結びつける。
手順:
- 蒸気力ヒーローエンジンを使う
1、フロート内に10〜20ccの水を注入する。注水量の正確さはあまり問題ではない。注水口がすぐいっぱいになってしまうようなら、製作過程でドリルであけた穴が内部に通じていないこともあるので、銅管の片方から注水してもよい(もう片方を親指でふさぐこと)。
2、エンジンをぶら下げて、底をバーナーで加熱する。1〜2分すると、エンジンは回転を始める。正確な回転バランスが取れているとは限らず、回転がぐらつく可能性があるので、あまり長時間加熱し続けないこと。少しでも揺れる状態になったらすぐに火を引くこと。
学習要点と質問:
- ・このヒーローエンジンは蒸気を発生する。その操作は教師だけにするべきである。後の空き缶ヒーローエンジンは、生徒にも安全である。
警告:
- 蒸気式ヒーローエンジンは子供に操作させないこと。防護めがねを着用すること。噴出口のパイプがどこも塞がっていない事を、加熱前に確認すること。管を一本づつ吹いて確かめておくこと。片方から軽く吹くと、もう片方から軽く出ること(方向を変えてやってみること)。