ガウス加速器

ネオジム磁石と鉄球を用いて作成しました。主に運動量保存や運動エネルギーのところで扱うことが可能で、少しマジック的な要素もあり、比較的取り組みやすい工作実験です。

「解　説」動画では、左方から1個の鉄球がネオジム磁石(2個：協力な磁石として知られる)に引き寄せられ、だんだん加速していきます。鉄球がネオジム磁石に衝突しますが、右側に並べて置いた5個の鉄球のうち、最も右端の鉄球だけが勢いよく飛び出します。加速しながら衝突した際の運動エネルギーが伝わったことになるのですが、右端の鉄球は、磁石から最も離れていたので、磁力の影響が弱く、飛びやしやすかったことになります。(ただし、勢いよく飛び出しているようには見えますが、磁石に引き付けられていた影響が少しはあります。)

飛び出した右端の鉄球は、ぐるっと回って磁石の左側にくっついたままの鉄球に向かって加速していきます。やはり、磁石の影響は最初の左側の鉄球の場合よりは弱いので、衝突のエネルギーは小さくなります。さらに、そのエネルギーが新たに最も右側になった鉄球に伝わりますが、その運動エネルギーが小さくなっているのと、磁石までの距離が前の鉄球よりも近く磁力の影響が大きくなったため、飛び出しの勢いはさらに低下します。それでも結果的には、ぐるっと回って磁石をはさんで左右3個ずつ並ぶことにはなります。

動画の後半は、いわゆる「レールガン」です。プラレールを用いたり、いろいろ工夫すると良いでしょう。

「動　画」学生による編集

◇ネオジム磁石の取り扱いにご注意下さい。特に、実践の場合は、保護メガネ必須です。