針金アメンボ（アーメン坊主）を作って表面張力のお勉強

課外理科教室お手伝いのボランティア活動、おっちゃんチームの今回のテーマは「表面張力」でした。

表面張力？･･･　ああ！　船が浮かんでいられるあの力ね！

いやいや、それは「浮力」です。「表面張力」は、アメンボが水の上に立っている時に働いている力でしょ。

どこが違うのかという、そういう難しい話は私じゃなくてG先生に聞いてくださいな。あまりオッチャンをいじめないでね。

G先生は、おっちゃんチームにおける相方先生です。G先生はこの手の話も（「も」を強調！）得意ですから、今回のチームに期待された内容をほとんど一人で担当して下さいました。

おかげさまで、頭脳労働から解放されたオッチャンは、大好きな工作をしながら楽しいゲーム(?)を考えることができましたよ。

G先生がどのように授業を進めるか一生懸命考えている時に針金アメンボを作り、楽しく遊んでいたとバレてしまうとまずいですから、ブログ上では「いや、表面張力の理解を助けるための補助アイテム作りです」とカモフラージュしますので、よろしくでございます。

いいですか、ここで作る針金アメンボの比重はアルミニウム製だから2.7、水の比重は1.0。

風邪でもひいて授業を休んでないかぎり、だれでも水の上にアルミが浮くわけはないと思うでしょう。

それを常識に逆らって見事に浮かぶアメンボを作るというのだから、アイテム作りの大変さに少し勿体をつけてもいいと思うんです。

まず、ネットで一般的に呼んでいる「針金アメンボ」とは言わずに、「アーメン坊主」と呼ぶことにしました（例によって、悪ふざけだとの声が聞こえますが無視します）。

アーメン坊主は、特定の構造、形状をした個体そのものを指すわけではなく、個体を集めたアーメン坊兄弟群の総称（ボウズのズは英語複数形のS）です。

下の写真は、本ブログ執筆のため急遽用意した臨時実験装置(?)です。透明パックには水道水を満たしてあり、「重し置き場付き４輪アーメン坊」（以下、４輪型と略す）が浮いています。

左下に写っているのは「重し置き場付き渦巻きアーメン坊」（以下、渦巻き型と略す）です。

実験装置

アーメン坊主の作り方

アーメン坊主の作り方手順書（PDFファイル1ページ、900kB）をダウンロードするには、右下のボタンをクリックしてください。

 
作り方に特段難しい部分はないので、手順そのものは分かっていただけると思います。表示のない事項につき、以下に少し追記します。

アルミ針金

上の商品は、100円ショップで園芸用アルミ針金として販売しているものです。

基本、アーメン坊作りにおける形状、寸法は自由です。試作して水に浮かべてみればすぐに分かる通り、針金の多くの部分が水に接するような形状にすると、沈みにくいアーメン坊が作れることに気づくはずです。

（ご参考までに、手順書中記載の「アーメン坊ブラザーズ」各々のアーメン坊の針金長さは、４本脚型は10cmが２本、６本脚型は適当長さで３本、４輪型は27cmが２本、渦巻き型は54cmが１本で作ったものの写真をトレースしています。）

それから、４本脚型や６本脚型、脚の先端が尖ったままだとお子さんが刺し傷を作る危険があるので、少しU字型に曲げるとよいと思います。

なお、太さ1mm程度のアルミ針金であれば、ペンチが無くてもハサミで切ることができます。ただし、刃先が傷むかもしれないので使い古しのハサミを使ってください。

アーメン坊主の不沈競争

作ったアーメン坊が浮かんだ、浮かんだと喜んでもそれ以上に面白くはならないですよね。

大の大人が、もちろん子供でも、同じ土俵でいかに沈まないアーメン坊を作れるか競争してみるのはいかがでしょうか。

作ったアーメン坊に重しとして１円玉（直径2cm、重さ1ｇ）を何枚載せられるか、その性能を競うゲームですね。

表面張力による反力を計算する頭脳力、手先の器用さが試される工作力、重しをそっと載せる集中力などの総合力が要求されます。

試しに私がトライしてみたら、前人未到の素晴らしい記録を樹立することができました。

なかなか私の記録は破れないと思いますが、我こそはと思うツワモノは下記条件のもとでぜひ挑戦してみてください。

（記録更新しても報告は無用です。ともに喜びを分かち合えるような寛大なメンタルは持ち合わせておりませんので（笑））

４輪型の成績

４輪型での成績。

４輪型は、重し無しでは浮くのが当たり前！　１円玉１枚は楽勝。

２枚積みも楽勝の雰囲気だったのですが、何度挑戦しても２枚目には沈んでしまいます。

まさか、今日が”仏滅”だからとは思いませんが、やっぱり身体的老化現象かと自覚せざるを得ませんねえ。目測の精度が落ちています。

微妙な距離に指先を動かせません、指先も震えます。トホホでございまする。

公式記録発表！　４輪型の不沈成績、1円玉１枚！　部門優勝おめでとう！！

（非公式記録では２枚を成功した時もあります）

渦巻き型での成績

渦巻き型での成績。１円玉３枚積みは成功。

（非公式記録では４枚を成功した時もあります）

公式記録発表！　渦巻き型の不沈成績、1円玉３枚！　部門優勝おめでとう！！

と、まあこんな具合でした。

＜使用したアーメン坊主の製作条件＞

・針金長さ、太さ：　４輪型は27cm×2本、渦巻き型は54cm×1本、太さは1mm
（27cmは、後でばらしてみたら27cmであっただけのこと。54cmは27cm、2本に相当する長さに合わせただけ）
・縦横高さの寸法、針金の撚りの数等：　適当

として作ったので、私の記録に対しての挑戦上の制約は、
・アルミ材質で太さ1mm以下の針金であること

・４輪型の場合、外観が４輪（角含む）形状に見えて、54cmの針金を2分割以上に切断して作ること。縦横高さの寸法制約なし

・渦巻き型の場合、54cm針金1本で作れば、外観、寸法等、一切の制約なし（渦巻き形状でなくてもOK）

とします。この条件で自由に考えていただくと、どのぐらいの不沈記録が出るのでしょうねえ、楽しみです。

･･･と、まあ、こんなことを考えたのですが、いかがでしょうか。
 

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テーマがなく節操のない写真集ですが、お時間がありましたら覗いていただけるとうれしいです。