　慣性実験器（電磁石式）

　「慣性実験器」として、電磁石を利用したものは、約６万円ぐらいで市販されている。しかし、電源としては、１００ＶＡＣを整流し、一端コンデンサーに蓄え、それを放電する方式をとっている。走らせる台車と滑走台は、それぞれ専用となっている。ここでは、やや正確さに欠けるが、生徒が普段使用する「力学台車」にセットして、手軽にできるような工夫してみた。

１　問題点と工夫

①

打ち上げる玉は、普通、鉄が封入されたプラスチック球であるが、かなりの電圧と電流が必要となり、また、危険である。ここでは、ネオジウム磁石球を使用する。

②

コイルに電流を瞬間的に流したときの磁界によって、磁石球がコイル内に引き寄せられ、その勢いでコイルの反対側（上）から飛び出す。このとき、磁石球のスタート時の磁力の向きが、いつも同じになるようにする工夫が必要である。

③

コイルに電流を瞬間的に流し、そして、瞬間的に切れる工夫をしないと、磁石球は高く上がらない。

④

磁石球が回転すると、飛び出してから、野球のカーブと同じで、やや曲線を描いてしまう。なかなかこれを防ぐ方法が見あたらない。球を使わず、棒状の磁石を使うのも１つの方法かも知れない。

※球の場合は、受け皿に落ちてから、コイルの中を下に自然と落ちるが、棒状の場合は、受け皿でとまったままで、繰り返しの実験はできない。

２　材　料

エナメル線　０．６５mmφ
アクリル板　厚さ３mm（コイルのボビン用など）	１
アクリルパイプ　内径　１０mmφ 長さ20cm	１
ネオジウム磁石　１０mmφと８mmφ	各１
アクリル板　厚さ　３mm
プラスチックロート（受け皿）	１
リレー（オムロン　ＬＹ２　ＤＣ１２Ｖ）	１
押しボタンスイッチ	１
抵抗　２００オーム　３Ｗ	１
配線用導線、ネジ類

３　作り方

◆ボビンとコイルをつくる。

①

コイルのボビンを右図のような寸法につくる。

②

０．６５mmφのエナメル線をコイルのボビンに約６００回（８段）巻く。

③

巻き終わったら、台になるアクリル板に、ネジで固定する。

※台の中央には、フェルトを貼る。

④

そのネジを利用して、コイルの両端を半田付けし、端子にする。

◆受け皿をつくる。

⑤

リレー、押しボタンスイッチ、抵抗を使って、右下の回路図のように配線する。

◆発射スイッチをつくる。

⑥

リレー、押しボタンスイッチ、抵抗を使って、右の回路図のように配線する。

４　実験の方法

装置を力学台車に固定し、電源装置を用意する。

①

力学台車が静止している状態で、玉を打ち上げる。

②

力学台車を動かしながら、玉を発車する。

③

②の状態のとき、つまり玉が空中にあるとき、力学台車を急にとめる。