みんなの探究ライブラリ

探究レポート No.0277

審査員特別賞

テーマ #理数

  • #実験

  • #スライド

タイトル
ブレーキから考える摩擦力
設定課題
1番滑ることなくよく止まるブレーキはどんな素材なのか?

課題を設定した理由

このプロジェクトに参加する中で多くの工夫を施すことでクライマーと呼ばれる機体を最適化させていきました。今回はブレーキに関してプロジェクトの参加者の機体を見てみると素材は様々でした。そこで僕らは「どんな素材がブレーキとして最適なのか」と気になったのでこれを課題に設定しました。

アピールポイント

皆さん「宇宙エレベーター」というものを知っていますか?僕達はこれを題材にしたものづくりのプロジェクトに参加しました。実験方法は自分たちで考え、どうしたらばらつきの少ない信用の高いデータが取れるか工夫しました!

研究方法

素材によって動摩擦力が異なることを利用できると考え、ブレーキがテザーと呼ばれるロープを機体に押さえつける力を錘が押さえつける力に、機体の重量を土台を引っ張る力にするように、実験する上でやりやすい形にしました。また、土台を引っ張るのは電動ドリルを使い、ここでもトルクやスピードでバラツキが出ないように工夫をしました。

結果

ゴム板、切れ込み入りゴム板、ポリウレタン板 、スポンジゴムの4種で実験したところスポンジゴムの摩擦力が他の素材の摩擦力の約2倍となった。

課題に対する答え

今回の実験ではブレーキに、密着できるような柔らかい素材、発泡素材で表面の気泡が吸盤のように働くもの、というふたつの答えとなりうる仮説が浮きでた。