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三菱重工業汎用機・特車事業本部理科授業
日時と場所3月29日(月)三菱重工業汎用機・特車事業本部(相模原市田名)
プログラム「フォークリフトがなぜ重いものを持ち上げられるのか」
原理の実験と工場見学
講師・スタッフ講師:遠藤純夫
参加数児童19名
主催三菱重工業汎用機・特車事業本部

 三菱重工業が推進するCSR事業への協力で、相模原市にある汎用機・特車事業本部で理科授業を行いました。 学校で勉強したことが、どのように使われているかが分かるように、作っている製品を元にした授業にするため、事業所との数回の打合せで、フォークリフトがものを運び、持ち上げるにはどのような原理が使われているか、実験を通して学習するというプログラムにしました。


総務部総務・環境課課長の堀さんから始まりの挨拶と事業所の簡単な説明がありました。


講師の遠藤先生が、フォークリフトの特徴と、重い荷物を前に乗せても倒れないのか、普通の車と比べた時の違いなどを交えて、子ども達に質問しながら話をしました。


重い荷物を前に載せても倒れないのは「てこの原理」を利用しています。どこに支点があるのか確認するために、フォークリフトのペーパークラフトを作って、実験します。
このペーパークラフトは、国分寺市科学センターの先生方に協力していただき、作られました。


車体後部はカウンターウェイトと言って、重りがついています。実際にフォークリフトに触る機会があったら確かめてみてください。一見ボディに見えるのは、鉄の塊でした。
このペーパークラフトは、前輪を支点にして荷物を載せるところと、カウンターウェイトが1:3ですので、ウェイトが1000kgあれば、3000kgの荷物を載せても前に倒れることはありません。
実験では、消しゴムを重りと荷物にしました。


次は、荷物を持ち上げる原理を実験しました。
フォークリフトが荷物を持ち上げる時、滑車を油圧シリンダーで持ち上げています。(2枚下の写真)
まず、滑車を使って荷物を持ち上げるのには「定滑車」と「動滑車」があります。写真左の子が実験しているのが「定滑車」で、右が「動滑車」です。
定滑車は、荷物を30cm持ち上げるには、ロープを30cm引かなくてはいけません。
動滑車は、荷物を30cm持ち上げるには、ロープを60cm引かなくてはいけませんが、引く力は定滑車の半分で済みます。


フォークリフトは、滑車自体を動かして、荷物を持ち上げます。この時、荷物を30cm持ち上げるには、滑車を15cm持ち上げるので、定滑車の半分の長さで済みますが、必要な力は定滑車の倍です。
荷物として、ペットボトル水2本、560mlぐらいでしたが、あまりの差に子ども達も驚いていました。
倍の力が必要なのに、なぜこの方法を使っているかというと、倉庫など狭い所で使うためです。


倍の力を使って滑車を持ち上げるという効率の悪いことをしているように見えますが、油圧シリンダーは、パスカルの原理を使っているので、小さな力を増幅して、重いものを持ち上げられるように出来ているのです。


実験の後、実物のフォークリフトを前にして、三菱重工業の佐藤さんが、使われている原理を説明してくれました。


フォークリフトならではの動きを実演してくれました。
普通の車は、前輪を左右に動かして曲がりますが、フォークリフトは、後輪を動かして曲がります。
こうすることにより、小回りが効いて、棚が並ぶ倉庫でも楽に曲がったり、方向転換できるようになっています。写真のフォークリフトの最小回転半径は1.95mですが、これが三菱自動車のコルトでは、4.7mと倍以上の数字になります。


実際に350kgの重さの物を持ち上げてました。銀色が油圧シリンダーで、この長さと持ち上がった荷物の高さを見ると、大体倍の高さまで持ち上げていることが分かります。

この後、三菱重工業の吉国さんの案内で、フォークリフトの組み立て工場を見学して、終了しました。

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