ニュートンのゆりかご
２０２４年３月２７日
ニュートンのゆりかご を孫へのプレゼントとして買いました。
最初は自作しようかと考えましたが分銅の鉄球を用意するのが面倒なのでネットで購入することにしました。
ネットでいろいろと探してみましたがみんな評価が低い物ばかりです。
評価の高いのは１万円前後します。
値段もまちまちでデザイン、構造の違いもありたくさんの種類がありました。
そこで改造することを前提に評価が低くても安く改造のし易いタイプの物を購入しました。
購入したニュートンのゆりかごです。
これが評価が低い理由は最初から鉄球がくっついているので１個の鉄球をぶつけても相手が４個の鉄球となる為、ゆりかご運動が続かずすぐに終わってしまいます。
これを改造します。
分銅の振る舞いが乱れてしまって動作が長続きしません。
すべてを分解しました。
はめ込み式だったので簡単でした。
これを２セット行います。
２セットを合体させました。
補強しています。
接着にはイレクター専用サンアロー接着液を使いました。
この接着剤は素材を溶かし融着するタイプです。時間はかかりますがしっかり接着します。
分銅を一直線にするために紐の長さを調整するために、ネジとナットを取り付けました。
紐にはＰＥ1号を使いました。
ネジに紐を巻き付け、右に回すと紐が短くなるようにしてナットでロックできるようにしています。
反対面にも取り付けてあります。
全体はこんな感じ。
１０連にしました。
調整後ホットボンドでラインを接着しました。
上部にカバーを付けました。
上部にアルミＣチャンネルを取り付けました。
これで分銅が動くときにたわむのを防ぎます。
Ｃチャンネルを取り付けたら少し分銅の位置がずれました。
７連よりも１０連では運動の時間が短くなりました。
現在の状況は思ったほど運動時間が長くなりません。
改善点はＣチャンネルを取り付けると分銅の位置がずれるのを防ぐため、Ｃチャンネルを取り付けた後でも調整ができるようにすること。
分銅の間隔を調整するために穴を広げたりずらしたため、分銅が振れた時、糸の支点が変わってしまう。
これを防ぐ為、間隔を調整できるようにすると同時に支点が変化しないようにします。
これらを踏まえ改造します。
紐の長さを調整するためのネジをＣチャンネルに取り付けました。
ネジはＭ３トラス。
紐を通すための穴はΦ２．５です。
２０個取り付けました。
紐の位置を調整するためのネジを取り付けました。
Ｃチャンネル下のプラスチックフレームにネジを切りＭ３トラスを取り付けました。
これを２０個付けました。
紐の支点位置を調整するためにｔ０．７５のＰＰプラバンに細いステンレス鋼線を焼いて穴あけをしました。
ネジ止め部分はΦ４のドリルで穴あけをしました。
Ｍ３のネジで止めるため前後０．５ｍｍの調整ができます。
それでも足りない場合はΦ４の長孔にします。
紐の支点を調整するＰＰプラバンを２０個取り付けました。
すべて調整した状態です。
ニュートンのゆりかごを作ってみて気づいたことがあります。
思ったほどきれいな動作ができないということです。
シュミレーションのようにはうまくいかないということです。
改善点をいくつかあげます。
- 鉄球が磁化されているのでステンレス硬球が望ましい。
- なるべく重く大きい鉄球が望ましい。
- 固く重く反発係数の大きい球が良い。
- 紐は長い方が綺麗な動作になる。
- 鉄球の数は５個または７個ぐらいにしておいた方が良い。