教材

2016年10月21日 (金)

冥王星の模型

Meiousei

NASAジェット推進研究所(JPL)の冥王星地図から作成した5cmの模型です。

作り方説明付きの型紙を事務所の惑星模型サイトで無料公開しています。

http://saeki-ce.xsrv.jp/kyouzai/wakuseimokei.html

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2016年10月14日 (金)

木星衛星エウロパの模型

Europa001

木星の第2衛星エウロパの地図を、NASAジェット推進研究所(JPL)からダウンロードし、5cm用舟形図を作成して模型をつくった。

作り方説明付きの型紙を事務所の惑星模型サイトで無料公開しています。

http://saeki-ce.xsrv.jp/kyouzai/wakuseimokei.html

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2016年2月13日 (土)

土星の衛星ミマス模型

Mimasmokei

NASAのジェット推進研究所が公開しているミマス地図から作成した、直径5cmの模型です。スチロール球に舟形図型紙をのり付けすれば完成しますが、小さいミマスの凸凹感が出ないので、つま楊枝の後ろなどでクレーターを凹ませ、リアルな感じを出しました。完成後に絵画用の定着スプレーをかけておくと、紙の劣化が防げます。
型紙(舟形図)は事務所の教材ページからダウンロード出来ます(無料)。
http://saeki-ce.xsrv.jp/kyouzai/wakuseimokei.html

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2016年1月18日 (月)

火星模型の上下/北半球と南半球

Kasei2015122

Kasei2015121

この火星は直径5センチの模型で、スチロール球に型紙を貼って作ったものだ。

宇宙に上下はないというものの、 どちらの向きにおけば良いだろうか。
中央の大きな黒い模様は、「大シルチス平原」と呼ばれていて、大接近の頃には天体望遠鏡でもよく見える。望遠鏡での見え方は上の写真のようになる。天体望遠鏡は、主鏡や対物レンズでできた小さな倒立の実像を、そのまま接眼レンズで拡大して見るので、天地が逆になって見える。したがって、実際に肉眼で見えたとしたら下の写真のようにみえるはずだ。
でも、これは地球の北半球から見た話で、南半球では逆になる。実際に見たことはないが、試しに、空にある月をのけぞってみてみると、逆さまに見えて、南半球の気分が味わえる。
のけぞって見るときは、背後に十分注意して、事故・転倒に十分気を付けよう
火星模型の作り方と型紙は、事務所webサイトの理科工作教材のページからダウンロードできます。

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2015年12月30日 (水)

ソーラー充電式LED点灯回路(CL0116使用)

大阪日本橋のデジットさんで、LEDコントローラ CL0116(50円) と太陽電池(420円)、マイクロインダクター330μH(25円)を購入して、充電/点灯回路を作ってみた。

明るいときは、太陽電池からニッケル水素電池に充電される。(下の写真)

Cl01160

太陽電池に当たる光を遮ると(暗くなると)、LEDが点灯する。(下の写真)

Cl01161

CL0116は優れものだ!! これがあれば、簡単に常夜灯が作れる。

Cl01162

上の写真は、ブレッドボード回路を拡大したところ。中央の黒い4本脚のICが CL0116で、その後ろにある緑っぽい円筒形の部品がマイクロインダクター。LEDは電圧を気にすることなく直結できる。素晴らしいICだ。

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2015年2月15日 (日)

ミニ天体模型/月,地球,火星

Tentaimokei001_2

100円ショップなどで売っている直径5cmのスチロール球に、オリジナル型紙を貼り付けて作ったミニ天体模型。型紙は、パブリックドメイン(著作権なし)として公開されている天体表面の地図を加工した舟形図だ。舟形図作成のプログラムはC言語で作成した。

写真では型紙の継ぎ目やシワが目立つが、作るたびに上達して継ぎ目やシワがほとんどないものを作れるようになった。インクジェットとトナーでは質感がまったくちがう。火星はインクジェットで印刷した方が、実物に近いように思う。

型紙は、事務所の教材ページで公開しています。

http://saeki-ce.xsrv.jp/kyouzai.html

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2014年9月12日 (金)

マイナス掛けるマイナスはプラスの理由

掛け算は足し算のくり返しである。
例えば
   2+2+2+2+2 = 2×5 = 10
というように、同じ数の足し算をまとめたものが掛け算である。

ならば負数の場合はどうだろう。
   (-2)+(-2)+(-2)+(-2)+(-2) = -2×5 = -10
負数を「借金」と考えると、わかりやすいだろう。
上の例では、「借金」が 5 つ増えて 5 倍になっている。

掛ける数が負の場合はどうだろう。
   2×(-5) = -10
を例にして考えてみよう。

5 倍するというのは 5 回足すということだが、-5 倍するとはどういうことだろう。
プラス倍は足し算だから、マイナス倍は引き算と考えられる。
つまり、上の例では 2 を 5 回引くということになる。
5 回引くためには、式の前に省略されているものを明示する必要がある。
   0-2-2-2-2-2 = 2×(-5) = -10
マイナス 5 倍とは、つまり( 0 から) 5 回引くということなのだ。

それでは、負数同士の掛け算はどうなるだろうか。
   (-2)×(-5) = 10
を例にして考えてみよう。
この式を引き算に展開すると
   (-2)×(-5) = 0-(-2)-(-2)-(-2)-(-2)-(-2)
となる。
(-2) を引くということは「借金 2」を減らすことだから 2 増えることになる
   (-2)×(-5) = 0-(-2)-(-2)-(-2)-(-2)-(-2)
               = 0+2+2+2+2+2
               = 10
となって、結果はプラスになる。

まとめていえば、マイナスの数にマイナスの数をかけるというのは、「借金」を引き算することだから答えはプラスになるのである。

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2014年7月17日 (木)

月の模型 ミニ月球儀

5cm著作権がパブリックドメインになっている月面地図から、舟形図を作成し実際に月の模型を作ってみた。月面地図は、米国の月探査機クレメンタインのデータによるもので、ウィキペディア コモンズからダウンロードできる。元の画像はあまり大きくないが、直径20cmの模型でもじゅうぶんきれいだ。

舟形図作成のプログラムは、C言語で3時間位かかって作った。元の画像を縦に12~24等分しながら、幅を緯度の余弦(cos)に縮小していけばよい。赤道は縮小なしで南北の極は幅0になる。プログラムはコマンドプロンプトから地図のファイル名と分割数を入力し、舟形図のビットマップファイルを出力する。

Funagatazu

このまま印刷して、糊代をつけて切り取って組み立てると、少しカクカクしてはいるが、ちゃんと球体になる。しかし、きれいに作るためには芯になる球体が必要だ。うまいことに、100円ショップで10cmと5cmのスチロール球を売っている。とくに5cmは4個入りでお買い得だ。20cm球は、東急ハンズで1000円弱で購入した。

球体に貼り付けるためには、しかるべき寸法で印刷する必要がある。例えば10cm球用なら幅は31.4cmでなければならない。そのために、ワープロ(一太郎)に画像枠のサイズを指定して舟形図を貼り付けると、ぴったりの型紙ができる。Wordでも可能だろう。貼り付けるときに中心線がほしいので、ワープロではなくCAD(花子)を使って、図形の両端に目印の黒丸が入った型紙を作った。

写真は、最小の5cmスチロール球を使った超ミニ月球儀だ。少ししわが目立つ。20cm球は24分割にすると、ほとんどしわにならずにきれいに仕上がる。

作り方説明付きの5cm用型紙(PDFファイル)を、事務所サイトの教材ページからダウンロードできる。
http://saeki-ce.xsrv.jp/kyouzai.html

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2013年11月10日 (日)

星の12面体~不思議な黄金比の立体~

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カラーアルミのワイヤーで正五角形に内接する星型(五芒星)を12個作る。それらをモチーフとして正12面体を組み立てると、キラキラ輝く美しい星の立体ができる。五芒星(中の正五角形がないので五稜星)は黄金比を数多く含む不思議な図形だ。それを組み立ててできる立体は、見る角度により正三角形や正方形ほか様々な図形が現れる。金属光沢により、図形がいっそう明瞭に見えて美しくとても不思議だ。

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作り方は以前の記事で紹介しているが、モチーフの接着には瞬間接着剤が適しているようだ。うまく作るコツは、星型の寸法を正確に作ることだ。
★以前の記事★ 「ワイヤーで作る正12面体模型(星のモチーフ)」
下の写真はステレオグラムになっているので、立体感を味わうことができる。
(上は平行法、下は交差法)

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2013年9月 7日 (土)

ワイヤーで作るフラーレンC60の分子模型

C6001

6kakukei

5kakukei

市販の針金で、正五角形12個と正六角形20個を作り、アルミテープで辺を固定して32面体を作る。五角形1個を中心に六角形5個を固定すると、少しくぼんだ花の形になる。空いた辺に五角形と六角形を交互に固定すると、32面体の半分ができる。残った16個のモチーフで、同様に32面体の半分を作り組み合わせると、32面体になる。
この立体の各頂点に、炭素原子に見立てたカラーモールを巻き付ける。モールは2.5cm~3cmくらいが巻き付けやすい。モールを切るときは、飛び跳ねやすいので注意する。モールを巻き付けるときは、素手では痛いのでラジオペンチを使おう。60個の頂点にモールを巻き付けると、フラーレンC60の模型が完成だ。
針金がビニールなどで被覆されている場合は、可塑剤がアルミテープの粘着剤に移行し溶け出してくる。マニュキュアのリムーバ(除光液)で拭くと、ネバネバは綺麗に取れるが、気になる場合は、ネバってくる前にテープを剥がすとよい。
線である針金が平面のモチーフになり、さらに立体になっていくというのは、実際にやってみるととてもおもしろい。キラキラのモールを巻くととても綺麗だし、黒のモールを巻くと炭素っぽくなる。
次のステレオグラム写真で立体感を味わうことができる。(上は平行法、下は交差法)

Photo

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