夏休みの工作

質問

ペットボトルと空き缶の自動分別ボックスを工作で作りたいのですが、どんな仕掛けがありますか
アルミとスチールは磁石を使うのはわかりますが、ペットボトルはどうやって分けるのでしょう。

回答No.2

CC_T

夏休みの工作ということですから、「自分で考える」ってことも大事だと思います。教えられた解に従う事に慣れて自分で考える力が養われませんから。
まずは一緒に楽しく分析し、考えてみることをお勧めします。きっと面白い将来に繋がると思いますね。

まずは、缶とペットボトルをよく観察し、どこが違うか、何が違うか、気づいた点や思いつく限りをリストアップしてみることです。
その上で、そのリストを使って分別する方法が無いか、考えてみましょう。

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飲用のスチール缶、アルミ缶、ペットボトルについて考えると、
ざっと10個の違いが見えました。
１）形（形状）による区別
1-1：外形（長さ、直径、断面形状）
1-2：重心（偏心）
1-3：その他、特徴的な形
1-4：バリエーション（容量違い）
1-5：色
２）材料（性質）による区別
2-1：重さ
2-2：磁性
2-3：反発係数
2-4：透過性
2-5：熱容量（PETは温度変化しにくい）
2-6：耐熱（PETは100℃強で変形する）

こういった特性をもとに、分別ができそうですね。
小学生なら、容量違いのバリエーションまで盛り込むのは難しいでしょうから、缶とPETそれぞれ１種類ずつを対象として、３つを区別できるのを目標にすればいいと思います。

同容量の缶とPETの区別の場合、形による区別が最も簡単でしょう。並べて比較し、どこが違うか探してみましょう。
・PETは缶より背が高い（1-1）
・PETは缶より重心が高い位置にある（1-4)
・PETは口～肩の部分が胴より細い(1-1)
・PETはキャップの下あたりに出っ張りがある(1-3)
・PETは底の凹みが大きい
と、複数の特徴が見い出せるはずです。
次はこれらを使って分別する方法を考えてみます。

例えば、
・ボトルを横滑りさせて缶の輪郭を切った板を通らないのがPET
・立てておいて底の中心から棒を1cm程突出し、倒れないのがPET
・溝付きのアームを横から突き出し、持ち上がるのがPET（首下のでっぱりに引っ掛け、あるいは軽く左右から挟んでの持ち上げでどうか？）
・下の方と上の方で分けて両側から挟み込み、上と下の幅が違えばPET
といった判別方法があるのではないでしょうか。

その他、小学生の観察でもなんとかなりそうなものとしては
1-2条件→全長の真ん中くらいにでっぱりが有る上を転がしたらどう転がる？
2-3条件→同じ高さから固い板に落とし、跳ね返りの量で分けられないか？
1-3条件→PETは表面がでこぼこしているから、高さ方向に沿って棒を動かすと、引っかかりやすい？
などが想像できますね。

工作ではなく自由研究としてなら、実際に社会ではどのようにして分けられているのか調べてみるのも面白いでしょう。自販機の脇のごみ箱の中身がどのように処理されるのか、工場まで追いかけてみたいところですねー。
電気的なセンサー類を使う技量があれば、光の透過性や交流を流したコイルに対する反応などでも分別する事が出来るので、そういった方法を使って仕分けられていると思われます。

回答No.1

koujikuu

小学生が特許をとった物は、ペットボトルの形状を利用していました
https://www2.ctv.co.jp/news/2019/07/13/57690/

電気的にやるなら、ペットボトルは透明で光を透過させる特性を利用すれば良いと思います（赤外線）