消しゴム発射装置

　私は水切り遊びが大好きです。父は水切りがとても上手ですが、私は残念ながら１回もはねずに石が水中に沈んでしまうことの方が多いのです。そこで、父のように上手に水切りをするためにどのように投げればよいのかを知りたいと思い、今回の研究を始めました。

　川で石を投げる実験は、次の理由から難しいと考えた。①大きさ、形、重さが全く同じ石はない②毎回全く同じに投げることはできない③川の流れ、風の強さや方向は時間ごとに変化する。

方法

　消しゴム発射装置（写真）を作った。発射台と筒の間を輪ゴムで結び、発射台についているタコ糸を後ろに引っ張って、輪ゴムの力で、小石のかわりに消しゴムを、たらいに張った水に向けて飛ばした。

実験

　①水面に対して消しゴムを発射させる角度（入射角）を５度、10度、15度、20度に変えた。②発射台に取り付ける輪ゴムの数を左右１本ずつ、２本ずつ、３本ずつに変えた。それぞれの条件で５回ずつ消しゴムを飛ばし、水面をはねさせることに成功した回数を記録した。消しゴムは直径20㎜厚さ14㎜のものと直径15㎜厚さ10㎜のものを使った。

結果・考察

１）入射角が小さい場合は、発射する力はそれほど大きくなくても消しゴムは水面をジャンプした。入射角が小さいほど下に落ちる力が小さい。水面が物を押し返す力より下に落ちる力が小さければ消しゴムは水面をジャンプしやすくなると考えられる。
２）入射角が同じなら、発射する力が強いほど消しゴムはジャンプしやすかった。力が強くなればその分下に落ちる力も強くなるが、前に進む力も強くなり、沈もうとする消しゴムを強く前に押し出すからだと考えられる。
３）入射角と発射する力が同じなら、消しゴムは小さい方が水面をジャンプしやすかった。小さい方が軽いため、下向きの力が弱く作用するからだと考えられる。

小さい入射角と大きい入射角