幼児教育を語るひろば

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リニア中央新幹線見学記つづき

電気と磁気は、性質や働きが似ています。子どもの頃セルロイドの下敷きで衣服をこすり、まさつ電気を起こして遊びました。小さな紙切れは下敷きに引きつけられますが、すぐに弾き飛ばされて下敷きから離れます。

紙切れが下敷きにくっつくと、紙切れに下敷きの電気が移ります。紙切れに移った電気は下敷きの電気と同じなので、紙切れと下敷きは斥け合って紙切れが
弾き飛ばされるのです。

カミナリが電気現象であることは、フランクリンの凧揚げの実験で証明されました。古代人もカミナリは体験していましたから、人類と電気の付き合いは、有史以前から続いているわけです。
そして地球は磁石です。私たちは、昔から磁気の影響を受けながら暮らしているのです。

学校では、電気振り子で「静電誘導」のことを学びます。さらに磁石で「磁気誘導」を勉強します。静電誘導では、帯電体の近くにある物体が電気を帯びること。そして帯電体に近い方に異種の電気、遠い方に同種の電気ができることを確かめました。

磁気誘導では、磁気を帯びていない鉄片でも、磁石を近づけると磁気を帯びることを学びます。鉄片に磁石のN極を近づけると、鉄片の磁石に近い側にS極、遠い側にN極ができます。(一時磁石と永久磁石がある。軟鉄は一時磁石に、鋼鉄は
永久磁石に。コバルト・ニッケルも磁石化できる。)

人類が磁石を発見したのは、紀元前3世紀に遡ります。当時の中国の書物に、磁石が鉄を引きつけることや、「指南針(方位磁石)」のことが書かれています。
木片に磁針を固定して水に浮かべ、南北の方向を知る道具があります。「指南魚」と言われ、羅針盤の初まりです。コロンブスも、羅針盤のお陰で世界一周を成し遂げました。

電気時代は、ヴォルタ(1745〜1827年)によって始まったと言われます。
検電器や電気盆を発明したので有名ですが、何と言っても最初の電池を発明したことで知られます。それまでは動かない電気(静電気)の実験の繰り返しでした。電池の発明は、電気(電流)の時代の幕開けとなりました。

1837年には、電池を利用した電信が鉄道のために用いられて、数年後には実用化されました。電信が鉄道になくてはならないものになると、電池も改良され次の電気の時代をもたらすことになります。その研究は、超電動磁石で浮上
走行するリニアモーターカーにまで続いたのです。

ここから先の話は、私もよく理解できていません。ただ「リニアモーターカーは、まさつ電気や磁石から誕生した」と、言いたいのです。

リニア(linear)とは、コンサイスをひくと「線の・直線の・・・」 というような意味です。リニア・モーターは、一直線上の運動をするようにつくられたモーターです。従ってリニア・モーター・カーは、リニア・モーターを推進力にした超高速
列車ということになります。

普通の電車のモーターは、円筒形の磁石を二重に重ねた形です。外側の電磁石
のN極とS極を繰り返し反転させることで内側の磁石を回転させ、車輪を回します。

リニアモーターは、このモーターを平たく開いた構造で、リニア新幹線では内側の磁石が車両に、外側の磁石が軌道上に並んでいます。車両を動かすには、軌道の電磁石のN極とS極の位置を調整し、車両の磁石との反発力と引き合う力で前進させます。

それだけで、超高速で浮上走行できるわけではありません。車両には、後退方向にかかる力も生じます。車両を引き続き前進させる力も必要です。さらに車体を浮上させ、速度を調整し、停止させなければなりません。空気抵抗・摩擦力・消費電力・車体の材質や形・・・ など、課題は色々あります。

これらの課題を克服して、未来の乗り物と言われたリニア新幹線が誕生しました。今更ながら科学の進歩の速さに、ただただ感心し驚いています。



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