コマが倒れない訳と立ってまわる訳
小6のこどもに「こまは何で立ってまわるの?」と聞かれました
以下のように 一緒に考えたのですが 正しいか教えてください
1)物は 外からの力が無ければ動いていなければ動かないし、動いていれば同じように動く
2)コマは回転すると、「軸」(回転運動の対象線)ができる
3)科学技術館の5Fにあるジャイロの体験を思いだすと、まわっている円盤を動かすと力が加わる
4)地球ゴマ(早速 購入しました)を利用して 円盤がまわっている時、手で持って傾けながらのときは 手に力を感じる傾ける動きを停止すれば、力は加わらなくなる
以上から、「回転している円盤はその軸の傾きを同じ状態に保とうする」のではと想像しました
(地球ゴマは、軸が傾いたままでも そのままで立ち上がらずに 回転し続けます)
(また 軸を傾けたときに、周りの枠も公転のようにまわってしまうのですが、1公転?で枠が一回りするので 面白いです月みたい)
普通のコマと地球ゴマの違いは、「接地している軸自体が回転しているか、そうでないか」なので、普通のコマが「どんなまわし方をしても立とうとするのは、接地部分の軸自体が回転していることと それが鉛筆の先のようにとがっていることが関係しているんじゃないか」と想像しました(なんとなく先っちょで立ちそうな 感じがします)
結論として、
コマが倒れないのは 円盤がまわっているから、
コマが立とうとするのは その軸自体の接地部分が あんな形で それ自身も回転しているから
と2つの別々の理由で コマはあんな風にまわる
となりました
(最初は 「遠心力で外側から引っ張られている感じ」と考えたのですが それだと軸が傾いた状態で地球ゴマがまわることが説明できません)
(ネットで調べると、歳差運動が出てくるのですが、これも軸が傾いた状態でまわることの説明にはなるのですが、コマが立つことの説明にはならないような気がします)
お礼
質問者のKinpokoです。 dodemoiiさん、お礼が遅れましてたいへん申し訳ありません。 うれしいWebまでご紹介いただきありがとうございます。 論より証拠、裏を“ベンハムの独楽”にして、まずは名誉挽回製作してみて結果をお知らせしたいと思います。 取り急ぎお礼まで。 (補足)私も出先でWebを見つけました。 http://www.tokorozawa.saitama.med.or.jp/machida/sekai-01.htm#austria Webでは通称(?)“コインコマ”とのことです(町田さん、リンクお借りします)。
補足
ご報告が遅れました。 名称はともかく、ご紹介いただいたサイトを参考に“渦巻コマ”を作り、おかげさまで子供に喜んでもらうことができました。 見え方は個人の動体視力で差があるようですね。 また、「らせん形状」は結構奥が深いことも分かりました。 残念ながら“ベンハムの独楽”は未だ成功しておりませんので、 今度はそちらを実現したいと思いますが難しいですね。 ありがとうございました。