大科学実験

やってみなくちゃわからない!ホソノ

これまでの大科学実験

これまでの大科学実験
実験01 音の速さを見てみよう
実験02 空飛ぶクジラ
実験03 コップは力持ち
実験04 太陽で料理しよう
実験05 高速で止まるボール!?
実験06 リンゴは動きたくない!?
実験07 人力発電メリーゴーラウンド
実験08 声でコップが割れる?
実験09 大追跡!巨大影の7時間
実験10 象の重さは?
実験11 卵の上に立つラクダ
実験12 高速スピンの謎
実験13 暗闇に光を!
実験14 忍者になろう
実験15 本は力持ち
実験16 時速100kmの振り子
実験17 静電気でお絵かき
実験18 ボールは戻ってくる?
実験19 さわらずに球を動かせ
実験20 かなりしょっぱいウェディング
実験21 救出!てこ大作戦
実験22 みんなここに集まってくる
実験23 水深10000m!?
実験24 手作り電池カー
実験25 氷でたき火
実験26 水のナイフ

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実験14「忍者になろう」

建物の屋上で受けた光を、入り組んだ建物の中を通して、遠いところに置いた箱の中にあてることができるだろうか?光の直進と反射の原理を利用して、ある建物の屋上から隣の建物に置いた箱の中まで、光を届ける。

忍者の前に立ちはだかる7mの鉄の壁。電磁石を両手両足に装着し、それぞれのスイッチをON/OFFすることによって、よじ登ることができるだろうか。

期間限定配信 ※内容は放送番組と一部異なる場合がございます。

コラム今回の実験 「忍者になろう」

 今回の実験テーマは、電気を通したり止めたりして、磁力(じりょく)のオン・オフができる「電磁石(でんじしゃく)」です。

 番組で紹介(しょうかい)されていたように、コイルを巻(ま)く数をより多く、流す電流をより大きくすれば、電磁石の力は大きくなります。ですが、じっさいにはコイルに使う導線(どうせん)の太さやコイルを入れる容器(ようき)の素材(そざい)も電磁石の力にえいきょうします。番組をよく見ると、かなり太いエナメル線を使っているのがわかります。鉄も電磁鋼(でんじこう)というとくしゅな鉄が電磁石には一番いいのだそうです。

  これもまた番組で紹介されていたように、何かにはり付いた磁石は垂直(すいちょく)に引っ張ってもなかなかはがれませんが、横にずらすことは比較的(ひかくてき)かんたんです。実際、強力な磁石をはがす時のコツとして「横にずらす」と紹介されているほどです。今回の忍者は、垂直に立てた鉄の壁(かべ)を登るので、磁石から見ると力は横方向にかかります。だから、ひじょうに強力(きょうりょく)な磁石にしないと忍者(にんじゃ)は落ちてしまいます。磁石の力のことだけを考えると、壁よりも天井(てんじょう)にはり付く方が簡単です。

  私たちのまわりにはたくさんの鉄製品(てつせいひん)がありますが、その多くは表面に塗装(とそう)がしてあります。そうしないと、すぐにサビが付いてしまうからです。ところが、この塗装がくせもの。塗装のある鉄板では磁石のくっつく力が弱くなり、とても人は登れないそうです。塗装していないむき出しの鉄板でないとだめで、それも表面(ひょうめん)にサビがあるとやはり、だめ。今回は、建築現場(けんちくげんば)などでくぼみの上にしいて使う鉄板をかりて、サビを落とすためにみがいて、つなぎあわせたそうです。

電磁石は磁石として働いてほしいときだけ、電流を流します。言いかえると、磁石として使っている間は電流を流したままです。超強力(ちょうきょうりょく)な電磁石を使うとなると電気代もかかりますし、電気を流したままにすると発熱(はつねつ)もしてあぶないです。その熱によって磁石の力も弱くなってきてしまいます。だから、強力な電磁石を使う装置では「超電導電磁石(ちょうでんどう でんじしゃく 「超伝導電磁石」とも書きます)」を使っています。

 超電導(ちょうでんどう)の素材は電気抵抗(でんきていこう)がゼロなので発熱せず、一度流した電流をぐるぐると流し続けることも可能です(ただし、超電導状態(ちょうでんどうじょうたい)を保(たも)つためにものすごく低い温度にし続けなければならないので、そのための装置や電気代がかかります)。超電導電磁石は、身近なところでは病院の画像診断(がぞうしんだん)につかうMRI(磁気共鳴画像診断装置=じききょうめいがぞうしんだんそうち)で使われています。身体を輪切り(わぎり)にしたような写真をとる装置です。また、開発中の磁気浮上式(じきふじょうしき)リニアモーターでも超電導電磁石が使われる予定です。

 下記のサイトに制作ウラ話をのせています。こちらもぜひどうぞ!

詫摩雅子/日経サイエンス編集部
日経サイエンスブログ (カテゴリーから「大科学実験」をお選び下さい。)

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