ゴムを何cmのばすと、車は何m進む？
このシミュレーターの計算では、輪ゴム1本で走らせる重さ120gの車（フローリング）は、ゴムを10cmのばすと約3m、15cmのばすと約6m進みます。のばす長さとゴムの数ごとの目安は次のとおりです。
| のばす長さ | ゴム1本 | ゴム2本 |
|---|---|---|
| 5cm | 約0.8m | 約1.6m |
| 10cm | 約3.0m | 約5.7m |
| 15cm | 約6.4m | 約12m |
| 20cm | 約11m | 約18m |
ゴムを2倍のばすと、進むきょりは2倍ではなく約4倍になります。ただし、本物の車は車輪のこすれ方やゴムの古さでかなり変わります。表の数字は「このくらい進みそう」という予想に使い、じっさいに走らせて確かめてください。
どうしてゴムをのばすと遠くまで進むの？
のばしたゴムには、元の長さにもどろうとする力があります。ゴムを長くのばすほど、この力は大きくなります。手をはなすと、ゴムがもどる力で車がおし出され、はやいスピードで発車します。はやく発車した車ほど、止まるまでに遠くまで進みます。
ゴムを2倍のばすと、もどろうとする力が2倍になり、その力で車をおす長さも2倍になります。だから車がもらういきおいは、2×2で約4倍になるのです。
おうちの方向けに言うと、のびたゴムにたくわえられる弾性エネルギーは、ばねと同じく「ばね定数×のび²÷2」で、のびの2乗に比例します。発車した車は、車輪や車軸のまさつ（ころがり抵抗）と空気の抵抗で減速して止まります。まさつによる減速がほぼ一定なら、進むきょりは運動エネルギーに比例するので、のびの2乗に比例します。小学3年生の学習では「ゴムを長くのばすほど、物を動かすはたらきが大きくなる」ことを、実験の表から読みとります。
おうちでの実験のやり方
- 牛乳パックやペットボトルのふた、竹ぐしなどで車を作る（はさみ・キリを使うところは、おとながやる）。市販のゴムで動く車の工作キットを使うと、まっすぐ走りやすくなります。
- 板やダンボールに、わりばしを2本立てて輪ゴムをかけ、発射台を作る。ゆかにテープで固定する。
- ゴムを引く位置に、5cm・10cm・15cmの印をつける。
- 車のフックをゴムにかけて、印まで引き、そっと手をはなす。ゴムの線（発射台）から、止まった車の前のはしまでのきょりを、メジャーではかる。
- 同じ長さで3回ずつ走らせ、平均を出す。このシミュレーターの予想とくらべてみる。
ゴムは古くなると切れやすくなります。のばしたゴムを人の顔に向けない、車の進む先に人が立たない、の2つを守りましょう。ゴムは、のびきる手前までにしておきます。
自由研究のまとめ方のヒント
横じくを「のばした長さ（cm）」、たてじくを「進んだきょり（m）」にしてグラフをかくと、点がまっすぐではなく、上にそったカーブにならぶことがわかります。5cmと10cmをくらべて「2倍のばしたら何倍進んだか」を計算してみましょう。ゴムの数・車の重さ・ゆかの種類のうち1つだけを変えて（ほかは同じにして）くらべると、なにが原因で変わったのかがはっきりします。最後に「3mの線にぴったり止めるには何cmのばせばよいか」を、グラフから予想してためすと、学んだことを使った研究になります。
よくある質問
ゴムを2倍のばすと、2倍進むのではないのですか？
計算では約4倍進みます。ゴムがおす力も、おす長さも2倍になるからです。ただ、本物の車ではスピードが上がるほど空気の抵抗やガタつきが大きくなるので、4倍より少し少なくなることがよくあります。
ゴムを2本にすると、どうなりますか？
同じ長さだけのばすと、たまる力が2倍になるので、進むきょりも約2倍になります。そのかわり、ゴムを引くときの手ごたえも2倍になります。
重い車は、遠くまで進みますか？
同じゴムで同じだけのばすと、重い車はゆっくり発車し、車輪のこすれる力も大きくなるので、進むきょりは短くなります。おもりをのせてくらべるときは、ゴムののばし方を同じにしましょう。
風の力で車を動かすこともできますか？
できます。車に紙やビニールの帆をつけて、うちわや送風機で風を当てると進みます。風が強いほど、遠くまで進みます。小学3年生の「風とゴムの力のはたらき」では、ゴムと風の両方を調べます。
ゴムのかわりに、空気の力で物を飛ばすこともできますか？
できます。つつの中におしちぢめた空気がもとにもどる力で玉を飛ばすのが、空気でっぽうです。空気でっぽうシミュレーターで、空気をおしちぢめたときの手ごたえと玉の飛び方を試せます。
この実験に使えるもの
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