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風船自動車1(仕組み)

まずは見てみよう!

どんな実験?

実験手順と種あかし

  • 風船自動車というおもちゃを作ってみましょう。
  • 自動車の台車に風船を取り付けます(この動画では大きさ22cmの風船を使用
  • 風船の出口がつぶれないように、パイプなどがあれば風船の口に入れておいてください(なくてもかまいません)。
  • 風船をふくらませて手を離すと自動車は走り出します。
  • この仕組みは「ジェット推進」の原理を利用したものです。後ろ向きに勢いよく空気を噴出させるとその反動(作用反作用)で車体には前進方向の力がはたらいて、これが推進力になるのです。
  • 推進力の大きさは、流速(流れの速さ)と流量(流れる空気の体積÷時間)の両方に比例します。
    (推進力)=(空気の密度)×(流速)×(流量)
  • そのため、たくさんの空気が短時間で流出するときほど推進力は大きくなります(ただし、力がはたらいて加速する時間は短くなります)。
  • 風船自動車の速さや走行距離を競争するとおもしろいかもしれません。
  • なお、以前公開した「風力自動車」も同じ原理ですが、風船の代わりにプロペラで空気を後ろに吹いて前進しました。
  • この実験動画はJSPS科研費 18K03956の助成を受けて制作しました。
【キーワード】 ジェット推進、運動量の法則、作用反作用
【関連項目】 ジェット推進風力自動車風船自動車2
【参考】

石綿良三・根本光正「流れのふしぎ」講談社ブルーバックス、P114-117

石綿良三「図解雑学流体力学」ナツメ社、P156-157

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更新日:2021.4.1