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ジャイロ効果を試す

こんばんは、matkです。

五十川氏のレゴジャスターの記事に触発されて、「これは自分でも色々試してみねば!」と思いチャレンジしました。

ある程度重くて平らなものを高速にまわして、クイッと曲げればええんやろ、と思って安易に作ったのが以下の写真です。
CIMG5008.jpg CIMG5005.jpg CIMG5006.jpg 

これをモーターのパワー100で回して、色々な向きでやってみたところ、「おおッ、こっちに行きたがりますか!」とは体験できたものの、調子に乗ってクイクイしているとフライホイールが歪むわ、軸は歪むわでキチンと力が腕に伝わってきません。力が発生するポイントが思ったよりも内側にあります。全体をリフトアーム等でかっちり囲わないと強度が足らずにうまく行かないようです。

回転数もどれくらいか測りました。モーターを50回転させて、おおよその所要時間(秒)をストップウォッチで測って求めました。すると、30秒弱でモーター50回転、フライホイール250回転(=50x40歯/8歯)なので、約500rpmちょっとでした。ここのモーターまとめ記事にはNXTのモーターは170rpmと書いてあったので、単純に5倍の850rpmいけるかなと思っていたら、やはり重さがかかると少し回転数が下がるみたいです。ちなみに五十川氏の記事のコメントには1500rpmとありました。ギア比が違うんでしょうか。

このマシンの円盤を縦にしてグルグル回して、円盤をクイッと倒した時のジャイロ効果で生じるトルクの大きさを概算してみますと(間違ってたらごめんなさい)、
・円盤の慣性モーメントが 1/2 * M * r^2 = 0.5 * 0.16(kg) * 0.12(m)^2 = 0.001152 (m^2 kg)
・円盤の角速度は 2PI * 510/60 = 2PI * 8.5 (/s) = 53.407 (/s)
・クイッと回す角速度はおおよそ PI/6 (/s) = 0.52360 (/s)
結果、トルクの大きさは 0.001152 * 53.407 * 0.52360 = 0.0322 (N m)になります。
これは体重50kgでちょっとやせてる体型の人間(半径15cmの円柱とみなします)がロープにぶら下がっていたら、角加速度 約3.3°(/s^2)を生じるトルクになります。3秒の間クイッと回し続けてからストップしたら、ぶら下がっている人は10°/秒ぐらいの角速度で回ることになります。

この「ロープにぶら下がっていたら」すなわち「摩擦がほとんどなかったら」というのがポイントで、摩擦がある程度大きいと動かないぐらいのトルクの大きさと思います。もしもっとトルクを大きくできて、強度をもった構造ができたら、フライホイールと自由に動くキャスターだけを持っているジャイロカーを作成しようと思っています。動力はジャイロ効果だけで進むというジャイロカーです。そもそもできるんかな?もう少し粘ってみます。

最後にこんな記事を見つけました。テレビの回転台みたいのに乗ってます。
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No title

挨拶が遅れました。リンクありがとう!ももんが です。

五十川氏の作品には私も注目してました。
モーター2つで回してはどうでしょうか。そのように見えましたよ。
回転数も上がるしバランスも良くなる気がします(笑

Re: No title

コメントありがとうございます!いつもブログを楽しみにさせていただいています。

ジャイロものは何か作ってみたくなりますよね。アドバイスありがとうございます。色々試してみます。
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koba : 会長. RCX, WeDo, NXT1.0, NXT2.0を持つ.
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