アーカイブ

作成者別アーカイブ: ayustet

逆立ちゴマ(英語では tippe top と言うらしい)を作ってみた.きっかけは「数学セミナー2017年9月号(特集:戸田盛和とおもちゃの数理)」を買ったこと.記事を読んで逆立ちゴマをお手軽に自作してみたくなった.
 というわけで早速,近所のハンズマンでステンレスのリングと吸盤と「きんぎょ」と瞬間接着剤を購入して制作した.コマをリングにしたことで,逆立ちしていくプロセスにともなう重心の移動の様子を観察しやすくなると考えた.
 ところで今回のMFT2017における我々のテーマは周期的運動の可視化であった.コマの回転も周期的運動(周期はだんだん長くなっていくが)であるのでストロボを回転周期と同期させて光らせれば,すなわち「きんぎょ」の顔が常に正面を向いているように見せかければ,重心の移動の様子をより一層観察しやすくなるのではないかと閃いた.次回MFT2018のネタの候補の一つとして考えたい(^^).

 
数学セミナー2017年9月号と数年前にどこかで買った(本家?)逆立ちゴマ(3個):

ステンレスの輪にくっつけられた「きんぎょ」:

写真ではわかりにくいけど,輪に吸盤が接着されていてその吸盤に「きんぎょ」がセロテープで固定されている.

弐号機(はさんで固定してあるだけのダブルクリップが最後にどこかに飛んでいく(^^;).):

壱号機(東急ハンズで手に入れた木製の輪と目玉クリップで作ったもの.制作は簡単一瞬!):

本家逆立ちゴマ(数年前にどこかで手に入れたもの(^^;)):

広告

結局は去年のものを基礎とした改良版をMaker Faire Tokyo 2016の出し物とすることにした.
見映えが派手になった.なかなかよろしい(^^).

水を放出する部分を振動させるために今回はボディーソニックトランスデューサ(50W)なるものを用いた.なかなか力強く振動してくれる.ボディーソニックは木材に固定し,それを厚いスポンジ素材の上に載せる構造とした.
m01_vibrator

今回はポンプを用いる.動作電圧は6Vから12V.今のシステムにおいては6Vでいい感じに水を輸送してくれる.
m02_pump

これが「振動ステージ」である.これに水放出チューブを固定する.この裏側にはボディーソニックトランスデューサ(50W)が固定してある.
m03_vibStage

裏側はこんな感じである.3本の木ねじで厚ての木材にしっかりと固定してある.
m04_bodySonic

ポンプからの水はこの部品で分岐させる.ガーデニング用のアイテムでホームセンターで容易に手に入る.私は近くのハンズマンでチューブ類とともに手に入れた.
m05_branch

LEDストロボおよび駆動用電子回路である.相棒が作ってくれたものである.この部分は去年のものを流用する.
m06_strobe

ポンプON!ストロボON!(^^)
m07_strobeON

ボディーソニックON!(^^)
m08_vibratorON

ああ.美しい.ご満悦である(^^).

水滴パルス実験.まずは昨年版を再現.ちょっとだけチューブの寸法などを変更.螺旋状の振動が以前よりもはっきりと現れた.

suitekiSpiral

上記画像をクリックすれば動画が見られます.

一応,ある程度,色々試してみた.周波数,チューブのつくりかたなど,多次元パラメータ空間において「最適解」を探すのは大変だ.そもそも何が「最適」かというのが曖昧だったりする(^^;).
CIMG3202

水滴パルス実験その3です.
画像をクリックすると動画が見られます.
suiteki03
今度は,まわりを暗くして撮影.やはり暗くした方が美しいですね.ぜひMFT2015へ実物を見にお越し下さい(^^).肉眼で見るとさらに奇麗です.
 実験その2のときと同様,チューブの振動とストロボ発光の振動の周波数をすこしずらして,あたかも水がチューブに吸い込まれていくように見せています.

水滴パルス実験です.
画像をクリックすると動画が見られます.
水滴パルスその2
「ピタッとスピーカー」でチューブを振動させています.今度は水平方向に振動させて,扇状に広がる水の放物運動を空中に凍結させてみました.「実験その1」と比較してかなり見映えがよくなったと思います.
 ストロボ発光周波数とスピーカー振動周波数をわざと微妙にずらすことによって,あたかも水滴がチューブ先端にゆっくりと吸い込まれて行くように見えるようにしました.
 今更なんなのですが,念のため申し添えておきます.これはいわゆるカメラの「30fpsマジック」ではありません.ちゃんと肉眼でこの動画のように見えます.しかも肉眼の場合は,より高解像度で美しく(^^)!

水滴パルス実験ではないが,同じシステムを使って水面を伝わる波動の可視化を試みた.
 今回はピタッとスピーカにくっつけたシリコンチューブ(先の投稿よりも細いもの)はスピーカの振動を水面に伝えることのみが役割である.シリコンチューブを用いることによって点状の波源や線状(曲線状)の波源を容易に実現することができる.

wwave
(※ 動画再生はここをクリック.)

周波数は約60Hz.ストロボの点滅周波数を水面の振動周波数と一致させると進行波が静止して見えるようにすることができる.一方,ストロボ周波数を少しだけずらすと,あたかも波が波源からまわりにゆっくりと広がりながら進行(あるいは収束しながら波源へ向かうように進行)するように見せることができる.