ゴムモーター実験…ゴムは温めると縮み、冷やすと伸びる。

ゴムは伸ばすと温度が上がり、縮めると温度が下がります。
ゴムバンド（輪ゴム）を両手の人差し指に引っ掛けて、ゴムバンドを唇に当てて、ゴムバンドをギュッ！と引っ張って伸ばすと、ゴムバンドが温まったのが唇で感じられます。そしてゴムバンドを縮めると、ゴムバンドが冷えたのが感じられます。どちらも「ほんのり」程度ですけど💧

ゴムは伸ばすと温度が上がり、縮めると温度が下がる。
↑これはゴムを伸び縮みさせましたが、
逆に、ゴムの温度を上げ下げするとどうなるかというと～
ゴムは温めると縮み、冷やすと伸びる。
ふつう物は温めると膨張し、冷やすと縮むのですが、ゴムは逆なんです！
でね、このゴムの不思議な性質：温度による伸び縮みを回転運動に変えるのが…
『ゴムモーター実験』！ 動画をご覧ください。

捩れたゴムの途中に爪楊枝(つまようじ)を差し込み、ゴムを伸び縮みさせれば爪楊枝が回転します。だから、捩れたゴムを熱いお湯と氷水で温めたり冷やしたりすると爪楊枝が回転しているのは、ゴムが伸び縮みしているから。なんですが、温めたときに縮んで、冷やしたときに伸びてるって分らないよね～💧
そこんとこは、捩れたゴムの両端をつまんで、ほんのちょっとだけ伸ばして/縮めて、爪楊枝がどっち向きに回転するかを見ておいてください。

さて、ゴムは温めると縮み、冷やすと伸びることが↑この実験で確かめられますが、もっと直接的に、重りをぶら下げて伸びてるゴムに熱湯をかけてゴムが縮むとこを見た方が納得できますよね～
その動画を探したら↓ありました。

↑ご覧のように、大がかりになってしまうので、科学教室でこの実験を一人一人がやるのは難しい。だから、一人一人が実験できて比較的安全な、この『ゴムモーター実験』やってみてはいかがでしょう。

▼材料：ステンレス針金、輪ゴム、爪楊枝

▼ステンレス針金の端をラジオペンチではさみ、巻きつけるようにして輪を作ります。

▼一方の輪に輪ゴムを引っ掛け、輪ゴムをよく捩じってもう一方の端の輪に掛けます。
捩った輪ゴムの中ほどに爪楊枝を差し込みます。

▼2つのカップに、熱いお湯と氷水を入れて並べて置きます。

これにゴムモーターのゴムの部分を浸すと、ゴムモーターの爪楊枝が回転します。
氷水はなくてもかまいません。
熱いお湯に浸けて爪楊枝が回った後、ゴムモーターをお湯から出せば、ゴムが冷えて逆方向に回転します。
氷水があった方が、回転が速い！

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なぜ？ 先ほどの動画：伸ばしたゴムに熱湯をかけるーゴムが弾性を持つ理由ー と、
↓こちらの記事が分りやすかった。
ゴム弾性とは何か？ ゴムの伸び縮みは不思議な現象だった｜ちびっつ

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※2026/03/15追記
「ゴムは温めると縮み、冷やすと伸びる」🔍したら…
『この現象は「ゴフ・ジュール効果」と呼ばれ、ゴムの分子が熱運動によって、冷たい時よりも温かい時の方が本来のランダムな形（縮んだ状態）に戻ろうとする力が強まるためです。』🔗ゴムの不思議な性質｜日本ガイシ

「ゴフ・ジュール効果」🔍
『ゴフ・ジュール効果（Gough-Joule effect）は、ゴムなどの弾性体を急速に引き伸ばすと温度が上昇し、縮めると温度が低下する物理現象です。これはゴム分子の乱雑さ（エントロピー）が変化する「エントロピー弾性」に由来しており、暖めると縮むというゴム特有の性質の基盤となっています。』
👉エントロピー弾性｜Wikipedia
あれ？ Wikipediaでは『（グー・ジュール効果（英語版））』と記されてますが、 英語版の見出し語は“Gough–Joule effect”
『科学者グー（J. Gough）』って💧“Gough”を「グー」と読む？
「Gough 発音」🔍 👈「ゴフ」です。
How to Pronounce 'Gough'｜YouTube 👈「ゴフ」と発音してますよ！
※Wikipediaの表記を変更しておきました😅

東芝未来科学館【リカタンず】『20・12面体ボールを作ろう！』2回目

2021/04/03(土) 東芝未来科学館にて【リカタンず】『20・12面体ボールを作ろう！』の講師をつとめ、
2021/05/01(土) もう一度『20・12面体ボールを作ろう！』が実施されるので、1回目の『振り返り』をもとに、
パワポのスライドを作り直し、想定以上に時間のかかったPPバンドの角切りを事前に済ませ、アシスタントの皆さんには今回も開始１時間半前に入っていただき、事前研修。アシスタント４名（さかさパンダさん、あうるの森さん、Nさん、Mさん）は、サイエンスイベントでのキャリアは十分。作り方をマスターするだけじゃなく、どうやったら子供たちにうまく伝えられるかを考え実践してくれる皆さんです。
で、その結果は… 想定通りバッチリ「できた～！」😊
参加した子どもたちも「できた～！」って、みんなが達成感いっぱいのイベントになったと思います✌

20・12面体ボールを作るのに要する時間は、想定30分。今回は早い子は20分で完成。全員が完成するまで40分でした。（前回は全員が完成するまで60分超かかた）
こういう工作って、早くできちゃう子と、時間のかかる子との差が大きい。早くできちゃった子が、全員ができるまで何をするか？ ←ここが難しいところで、事前に考えておかなければならないところ。
今回は、メインの20・12面体ボールの他にもう一つ PPバンドのセパタクローボールも作るのだが、その作り方が載っている『理科の探検 RikaTan』も配布している。（太っ腹！ というか、その分 参加費もちょい高めになってますが）
みんなより早くできてしまった子には「みんなが出来あがるまでもう少し時間がかかると思うから、その間RikaTanのこの記事を読んでPPバンドのセパタクローボールを作ってみてね」という対応ができた。

工作教室では１ステップずつ、説明してはそこまで作り、説明しては作り… という進め方もある。でもそうすると（私の経験では）かえって時間がかかってしまう。また早くできちゃう子は毎度毎度待たされるのでフラストレーションたまると思うんだよね。私は科学工作では「わかった！」「できた！」「楽しかった～」という体験をしてほしいから、「最初に作り方を全部説明するから、よく聞いてくださいね」と、14枚のスライドを一気に説明し、最後の「作り方 まとめ」のスライドを表示した状態で、

「では皆さん、作ってみましょう！」
「ドジック１つとめるのに1分として、30分かかるから、がんばってね！」
「まとめの、左側３つの画像のとこまで出来たら手をあげて、アシスタントの人に間違ってないかチェックしてもらってね」というように進め、結果は…私としては大成功だったな😃

そうだ、作り方の全体像を作る前に把握しておいてほしいので、
↓この画像もスライドの中に入れておいた。

これを表示したとき、子供たち＆保護者のみなさんから「お～！」とどよめきが起こった。
「こんなスゴイのを、これから作るんだ！」と刺激を与え「やるゾ！」という意気込みが高まったかな？
そして「できた～！」ときの笑顔😃
達成感いっぱいのイベントになりました。

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このイベントに参加された方のツイートがありましたので、記録として埋め込ませていただきますm(_ _)m

今日は東芝未来科学館のイベント、「リカタンず 20・12面体ボールを作ろう!」に娘と参加しました。
PPバンドとトジックを使った青いボールと、PPバンドと両面テープで作った黄緑のボールを作成。
大変だったけど娘も楽しめたようでよかった♪https://t.co/s95qC9seEW pic.twitter.com/qVyhxmxGYw

— ごま🐾 (@asanos) May 1, 2021

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え～講師としての私の達成感は、ちょっと他のところにもありまして、それが「科学的なお話」ができたこと。
科学工作をする上での私のポリシーが「作っただけで終わりにしない。必ず科学的なお話もする。」なんですが、前回は作るのに手いっぱいで科学的なお話を十分にしている時間がなかった💧
でも今回は事前に5,400回チョキチョキしておいたことで、「科学的なお話」ができた！ そのスライド↓

※最後のスライドの関連記事
2021/04/29 手まり模様の秘密…中学校 数学 教科書『数学の世界１』

作り方のスライド14枚に対し、「科学的なお話」のスライドが12枚です。←ここが私が「伝えたい！」とこなので、スライドの枚数が増えちゃう😅 お話の中で「正多面体は5種類しかない！」「黄金比」「白銀比」も出てくるだけど、そこは「それを知りたい人は終わった後で質問してね」ってことで。質問してくる人がいたら説明するためのスライドも用意してある。

ここまで準備しておいて、質問してくる人はいるのか！？
いたよ～！ 質問してきてくれてありがとう😊

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▼今回の「振り返り」
今回は大成功ではありますが、反省点もあって、もしまたどこかでやるときの申し送り事項

●PPバンドのセパタクローボールの両面テープは、ニチバンのナイスタック強力タイプを使おう。

PPバンドのセパタクローボールに使う両面テープは「薄くて強力」でないといけない。百円ショップにも強力タイプの両面テープはあるのだが、みな基材が厚くてPPバンドを貼り合わせるには適さない。ダイソーの『強力布用両面テープ』は薄くて強力なので、これでも良い。

ダイソーに↑これを買いに行ったとき品切れだったので、他の「これ強力そう」なのを買って、それを今回使ったら… PPバンドのセパタクローボールを作ってる途中で両面テープが剥がれて💧💧
あ～ 一定の性能/品質が必要なところでは僅かなコストをケチっちゃダメ！ ということを再認識。※今回ケチったのは金額ではなく、私が分倍河原のダイソーから、一駅となりの府中のアートマンまで行く時間と体力（これもコスト）をケチった💧

●PPバンドの「三すくみ」を理解してもらうには、グー・チョキ・パーPPバンドで「三すくみ」を組んでみる。

画像を見ただけでは、作るときに「三すくみ」を組むのに？？？となってしまうこともあるので、作る前にグー・チョキ・パーPPバンドで「三すくみ」に組む練習をしておくとよい。これをするには参加人数分の グー・チョキ・パーPPバンドを用意する必要があるのだけどね。
炎水草「ポケモン三すくみ」PPバンドでもよい😅

※あ、そうだ！ PPバンドの両端または両面に、グー・チョキ・パー と 炎・水・草 を貼りつけておけば、どちらの「三すくみ」も試せるから、三すくみの理解がより進むかな。

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※20・12面体ボールの関連記事
2013/07/04 PPバンドのセパタクローボールの作り方…『三すくみ』で説明
2013/07/05 PPバンドのセパタクローボールの作り方…準備編
2020/06/13 ２穴パンチでPPバンドの中心に穴をあける方法…（ねじれ）20・12面体ボールを作る準備
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2020/06/21 PPバンドとトジックで作る 20・12面体ボール（PPバンド6本Ver.）
2021/04/03 20・12面体ボールを作ろう！『振り返り』
2021/04/25 20・12面体ボールを作ろう！ 準備作業
2021/04/28 20・12面体ボールを作ろう！…手順を覚えるのではなく、仕組みを理解する。
2021/04/30 20・12面体ボールの作り方…全30ステップを並べて見る＝頭の中を可視化する