ホバークラフトと三線エレキギター

―作って遊んで、遊んで科学を体験しよう―

執筆者：北海道高等学校文化連盟所属：日野敬市先生と七飯高等学校科学部

北海道七飯高等学校科学部は、科学・写真部の一部門です。しかし、今まで科学部員がいなく、今年度から正式に活動しています。活動の最初がホバークラフト作りでした。その後調子に乗ってエレキギターも作ってしまいました。
今後は、七飯町の自然を少しずつ探求してみようと考えています。

なんの実験かな？

私たち北海道七飯高等学校の科学部は、身近な材料を用いて、工作を通して実際に人が乗れるホバークラフトや、音が鳴るエレキギターを作りました。物を作っていると、何かしらわくわくした気持ちになります。また、設計図通りに作れなくてしょんぼりもします。しかし、これに乗りたいとか、何とか音を出したいと思って作ると、必ず道が開けます。工作を通して物の原理やポイントが知らず知らずのうちに身に付いてしまうものです｡みなさんも是非挑戦して下さい。

１．ホバークラフト

用意するもの（材料）

・故障黒板クリーナー又は不要電気掃除機・浮き輪又は自動車のチューブ３本・ベニヤ版(0.8×45×45㎝３枚)(0.8×28×35㎝１枚)・角材(1.5×4.5×90㎝２本)(1.5×4.5×65㎝２本)(1.5×4.5×25㎝６本)(1.5×4.5×28㎝２本)・流しのドレンホース1.5ｍ２本・四つ股ジョンイト１個・フィルムケース８個・両面テープ・木工ボンド・ガムテープ・くぎなど

ホバークラフトって何

ホバークラフトというのは、空気のクッションにささえられ、水上や地上を浮上して走る乗り物のことです。船体の周囲を囲んで、下に空気をふきつけ、空気のクッションを作っているので摩擦が小さくなります。
作るまでは、まさかほんとに人が乗れるものができるとは思っていませんでした。以外と簡単にできるので、みなさんも試して下さい。

ほんとに浮いているの？

材料を組み立てると三足のアメンボーのようになります。これだけで１０kgほどあり、さらに人を乗せると５０～６０kgにもなります。こんなに重いものがほんとに浮くのでしょうか。
空気の通り道を考えてみましょう。空気はクリーナーから吸い込まれ、ホースを通ってベニヤ板の下に吹き付けられます。これらの空気が浮き輪の下を通り外へ逃げるとき、目には見えない薄い空気の層ができます｡この層がホバークラフトと床との間にすき間を作り、滑りやすくするのです。

上手に作るには（ポイント）

組立はそんなに難しくないのですが、上手に浮かすためには、空気を逃さないことです。吸引するモーターから始まって、本体と浮き輪まで、空気もれのしそうな所をテープやボンドでていねいにふさぎます。
さらに、浮き輪の空気の圧力を弱めにし、３本とも同じにすることも大切な点です。

もっと知りたい人は

人が乗れるホバークラフトは、インターネット(http://www.asahi-net.or.jp/~qc8k-stu/rika/hob/hob.htm)でも工作方法が紹介されています。雑誌では誠文堂新光社｢子供の科学｣1997年10月号P.64～66，にホバークラフトがとりあげられました。

２．三線エレキギター

用意するもの（材料）

・硬い板(6×59×1.4cm１本)(6×20×1.4cm１本)・ステンレス丸棒(直径2mm×6cm22本)(直径4mm×6cm１本)・Ｌ字型金具(縦横1.9cm×長さ6cm１本)(縦横1.2cm×長さ6cm１本)・ギター用スチール弦・エナメル線(0.3mm×10m)・円形磁石(10mm×3個)・クギ・Ｌ字型留め金・瞬間接着剤・エポキシ接着剤・木ねじ・蝶ねじ付きボルトなど

普通のギターとエレキギターは違うの？

　同じギターと名前がついてはいるものの、これら二つのギターは、まったく違った楽器です。普通のギター(アコーステｨックギター)は弦の振動を、空洞になっているボディに響かせて(共鳴)音を出します。しかし、エレキギターは弦の振動を電気に変え、アンプで大きくして音を出しているのです。

どのように電気を作るの？

自転車のライトを点けるとき、車輪に発電器を触れさせるのを思い出して下さい。あの発電器を分解すると、磁石の中にコイルがあって、コイルが回転して電球が点く、と言うことが分かるでしょう。
電気を作る秘密は、コイルと磁石だったのです。エレキギターもこれと同じで、弦という磁石の下にコイルがあります。この弦が動くと弱い電気が発生するのです。

苦労したこと

函館で設計図通りの材料を探すのに大変苦労しました。サイズがぴったりでも加工しづらい素材だったり、もう一回り小さい物を探すのに半日もかかったりしました。
このギターも細かな部品はとっかえひっかえ試行錯誤しています。
材木は、今回ラワン材を使っていますが、わずかにゆがんでいるためフレットの取り付けと調節に苦労しました。

オンチにならないためには（ポイント）

本物のギターは６本の線がはっています。材木の幅と磁石の大きさから３線から４線が作りやすいようです。せっかく楽器を作るのですから、完成品がオンチにならないように次のことに気をつけて下さい。
３線では和音を出せませんが、エレキ用のスチール弦、２番、３番、４番弦を使用すると音全体がまとまるようです。
オンチにならない一番大切なことは、フレットの位置のずれを、２分の１mm以下にすることです。ここは慎重に測りましょう。
コイルはエナメル線をクギに巻きつけて作りますが、見た目にも美しくていねいに巻きましょう。
少し難しいところもありますが、自分用の、世界に一つだけの楽器を作って下さい。

もっと知りたい人は

この実験工作は、ＮＨＫの｢なんでも実験｣という番組の中で紹介されました。日本ビクター㈱の鈴木義典先生が考えた実験です。この番組で紹介された実験は、本にまとまっています。エレキギターは、NHK出版｢やってみようなんでも実験vol.4｣P.26～29、に詳しく載っています。