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【LEGO】動力のない船が風上へ進めるか実験した。歯車で動く機械の面白さを紹介する

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LEGOで船を作るシリーズ。

動力のない船が風上へ進む。
LEGOで作った船が風上へ進むか実験した。
帆と舵の向きはリモコンで操作できる。舵はタイヤで作っている。
空気と風も疑似的にLEGOで作った。
船は帆に風が当たると舵の向いている方向へ進む。
帆と舵の向きを制御することで風上へ進むことができる。
船は帆の向いている方向に押されるので、帆と舵の角度は±90度より小さい必要がある。
帆と舵の角度がθの場合、帆が押された力のcosθ倍の力で舵の方向へ進む。
θが±90度より大きい場合、cosθはマイナスになるので船は進まない。
θがちょうど±90度の場合はcosθは0なのでやはり進まない。
現実的には±90度より小さくても±90度に近い角度だと舵の方向へ向かう力が小さいので摩擦などで力が失われてほとんど進まない。
この実験の場合、帆船のような揚力は利用していない。

使用パーツ
・パワーファンクション サーボモーター 1個(帆と舵を動かす)
・パワーファンクション ラージモーター 1個(疑似的な風を動かす)
・赤外線リモコン受信機 1個
・赤外線リモコン送信機 1個
・単4電池バッテリーボックス 1個

LEGOは歯車で動く機械を自由に作ることができる素晴らしいおもちゃである。モーター、歯車、車軸、タイヤ等の機構部品や遠隔操作装置さらにマイコンを組み合わせてロボットを作れる。工学やメカトロニクスの勉強になる。プログラミングよりLEGOの方が面白くてためになるかもしれない。

LEGOのはじめ方

①LEGOを買う
Lego Technicの大きめ(1000パーツ以上)の製品がおすすめ。大きいほうが複雑な仕組みを学べるし、パーツも多く手に入る。ネットの方が安く買える場合が多いけど品薄の製品は高騰しやすいので注意。値段÷パーツ数が10以下だとお買い得感がある。モーターや赤外線リモコンなどの装置が多く入っている製品もお買い得である。

②説明書通りに組み立てる
説明書通りに組み立てると基本が分かる。製品は歯車をうまく使っているし、エレガントに設計されているので勉強になる。

③遊んだり、飾ったりする
Lego Technicの製品は非常によくできているので飾ってもかっこいい。

④ばらす
しばらく遊んだ後、ばらして部品として使う。パーツの種類ごとに小分けしておくと便利。

⑤自分で考えて作る
なにか面白いことを考えて作ってみる。ここが一番難しいところ…

BGM:株式会社クリーク・アンド・リバー社

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