総合制作実習 マーブルマシンチーム 覚醒編

本学生達は、総合制作実習で「マーブルマシン」を製作しています。

マーブル　＝　ビー玉
マシン　　 ＝　機械

ということでビー玉を転がす装置の製作です。

名前だけを聞くと小学生の工作？　と思うかもしれませんが、こちらは単なる工作ではありません。
小学生の夏休みの工作等でビー玉を転がす工作を作ったことがあるかもしれませんが、あのビー玉を転がすにも力学的に考えると面白い内容となります。

学生：「僕たちは、力学が苦手なので克服したいです！」
　と当初は先生に言わされながら頑張っていました（笑）。

学生：「物理や力学では、空気抵抗を無視するものとする等の●●するものとするという問題の表現があります。実際の設計では、理論値通りに行かないのが何故？？？と考えるのが面白くなってきました。」

先生：「ようやく君たちも、ものづくりの楽しさに気づいてくれましたか・・・（嬉泣）。」
　と話をしていた総合制作実習当初が懐かしいです。今では、学生達が覚醒したかのように率先して設計、試作を行っています。力学等の計算が苦手でも、時間をかけて復習しながら理解に努める姿は、日に日に輝きを増しています！

試作１号では、エネルギー保存の法則を基にしたジェットコースターのモデルを製作しました。

このループを製作するために、３次元プリンタを用いてジグを製作し、そこにプラモールを巻いて熱湯で変形させました。熱湯は、約７０℃で効率よく変形させることができました。

　

理論的には、ループ直径の１．２５倍の高さよりビー玉を転がすと１回転するはずですが、摩擦や空気抵抗等の影響で理論値通りとはいきません。実験データでは、効率が70～80％となるため、理論高さを効率で割ることで実際の高さを求めました。そうすることでビー玉が１回転したようです。夏休み中も頑張って実験に励んでいました。

ビー玉を１回転させるだけでもいろいろと実験を行いました。株式会社ナリカ製の速度測定器（ビースピ）を用いて速度を測定し、実験値と理論値の比較をして効率を求めていました。

安全なジェットコースターの設計は、より緻密な設計をしているのが実感できたと学生達は話していました。

今後は、ビー玉に位置エネルギーを持たせるために階段機構の試作をしているようです。
階段をどのように動かしてビー玉を持ち上げるのでしょうか？

先ほど試作１号が完成したようです。こちらの報告は後ほどということで・・・。
乞うご期待！

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