回り続けるハンドスピナー：中2物理
【概要】
リードスイッチとコイルを繋いだ回路と磁石をつけたハンドスピナーを用いて回り続けるハンドスピナーを作成した。
【実験】
・準備
ハンドスピナー、リード線赤２本黒1本、リードスイッチ、磁石3個、単三乾電池2本、乾電池ホルダー、グルーガン、ペットボトルキャップ2個、養生テープ、鉄心(釘など)、エナメル線
・操作
1.鉄心にエナメル線を160回ほど巻き付け、コイルを作る。※リード線を繋ぐ部分のエナメル線を両端に少し出しておく。
2.ハンドスピナーの3つの出っぱりにグルーガンでそれぞれ磁石をつける。磁石はN極が外側になるようにつける。
3.1で作ったコイルと磁石をつけたハンドスピナーをペットボトルキャップの上にそれぞれ固定する。
4.乾電池ボックスとコイルを繋ぐ。※コイルは先端部分がS極となるように繋ぐ。
5.4の回路とリードスイッチ(縦方向)を繋ぐ。
6.残りの回路を繋ぎ、ハンドスピナーをリードスイッチとコイルの真ん中あたりに固定する。
7.コイルを動かし、ハンドスピナーが加速する位置を探す。
【説明】
1.リードスイッチとは
この実験の肝となるのはリードスイッチである。あまり聞き馴染みのないものであるが、リードスイッチの仕組み自体はとても簡単である。
リードスイッチはガラス管の中に２つの金属板が重ならないように配置されている。
ここに磁石を近づけると金属板が重なり回路が繋がる。磁石が離れると、弾性により二つの金属板が離れ、回路が途切れるという仕組みである。
2.回り続ける理由
ハンドスピナーにつけた磁石がリードスイッチに近づくとリードスイッチがオンになり、回路が繋がる。回路が繋がるとコイルが電磁石として働き、ハンドスピナーに近い方のコイルの先端はS極になる。ハンドスピナーにはN極が外側になるように磁石をつけているため、S極のコイル(電磁石)に引き寄せられる。引き寄せられることでハンドスピナーは回転し、リードスイッチから磁石が遠ざかることで回路が途切れる。しかし、ハンドスピナーは惰性によって回転する。そうすると、また磁石がリードスイッチに近づく。
このサイクルによってハンドスピナーが回り続ける。
※詳しい実験・解説動画は下記リンクから↓
