夏に入る石を起点の川波も　　小林貴子

https://crd.ndl.go.jp/reference/entry/index.php?id=1000296068&page=ref_view　【質問

水面に向かって石を投げ、石が何回飛び跳ねたかを競って遊ぶ水切りが、どうすれば上手にできるのかが分かる児童書が読みたい。】より

回答

①では、「石が水面を跳ねていく水切りのひみつ」として以下のように記載されている。

・投げる石の形について、「水切りに適した石というのは、直径が５～１０センチメートル程度で手の大きさに合った平たい石だといわれています」とされている。

・石か水面に向かって飛んでいく角度について、「水面にぶつかるときの角度が２０度以下だと、石が跳ねやすいといわれているんです。投げるなら、下投げか横投げのほうがいいですね」とされている。

・石を投げた時の角度について、「約２０度の傾きで水面に接していました。この角度がもっとも水の抵抗を受けにくく、スピードを保ったまますべるようにジャンプできるといわれているんです」とされている。

・フランスのリヨン大学の物理学者リデリック・ボッケ博士の研究レポートとして、「ボッケ博士は、直径５センチメートル、厚さ２．７５ミリメートルのアルミニウムの円盤を使って、ピッチングマシンのような機械で、速度や角度を変えながら水切りの実験をくりかえしました」「実験結果から逆算して、投げ入れる角度と石の傾きはそれぞれ２０度で、石を投げた瞬間に時速５０キロメートル以上のスピードで、毎秒１４回転以上しているのが理想、という結論を導き出したのです」とされている。

・「右投げと左投げ」として、「流れのない池などで右利きの人が石を投げると、石はふつう時計まわりの回転がつくため、右に向かって跳ねていく。左利きの人が投げれば、その反対だ。また、右から左へ流れている川で右利きの人が石を投げた場合、川の流れと石の回転が対向して、石はほぼ正面に向かって小刻みに跳ねていく。しかし左利きの人が投げると、石は自分の回転と川の流れに押されながら左に弧を描いて跳ねていくが、ジャンプが大きくて跳ねる回数が少なくなってしまう。だから、記録を出したかったら利き腕が川上にくる方向からチャレンジするといいだろう。」とされている。

②では、石の選び方は「ある程度重さと厚みのある、丸くてひらたい石がベスト！」、石のにぎり方は「水面に対し、たいらな部分が水平になるよう図のようにもつ。」、石の投げ方は「なるべく水平に投げる。投げる位置も低い位置から投げたほうがより水面に平行に飛ばすことができるので、イラストのように姿勢を低くしてサイドスローで投げるといいよ。」「投げるときは、人差し指を石に引っかけ、手首のスナップをきかせて、石に回転をあたえる！」と記載されている。

また、「いろいろな技に挑戦してみよう！」として、「エビ」という「曲ったエビの体のように、石をカーブさせて横に連続してジャンプする投げ方」、「八そう飛び」という「ジャンプした石を対岸にわたす投げ方」を紹介している。

③では、「なるべく平らな石を選ぶ。手のひらよりやや小さめのものを。大きすぎると遠くへ飛ばない。」「親指と人さし指で石を握り、中指で支える。投げるときは、人さし指に、ぐっと力を入れて。」と記載されている。また、投げ方として「①腰をおとし、サイドスローで投げる。」「②水面すれすれの地点を目標に。」「③石を回転させるのが、コツ。」「④水面をジャンプしながら飛んでいく。」と記載されており、それぞれ投げ方の写真も掲載されている。

④では、「どんな石をえらぶ？」として、「なるべくひらたくて、直径が４～５ｃｍくらいのもの。」とし、とびやすい石ととびにくい石をイラストで表している。「親ゆびと人さしゆびで、らくに持てる石をえらぼう。」とも記載されている。また、「投げかたのコツ！」として、「人さしゆびを石にかけるようににぎり、手首のスナップをきかせて石に回転をつけるのがポイント。低いしせいで、人さしゆびに力を入れて、よこから投げよう。」とされており、「水面と平行に投げると、よくはねるよ！」とも記載されている。

⑤では、「まず石えらびがポイント。できるだけ丸くて、ひらべったい石をえらぶこと。」と記載されている。また、にぎり方については「石は人さし指を石のうすい部分へ引っかけるようにしてもつ。」とされており、とばすコツとして「できるだけ低いしせいから、石を水面にすべらせるようにサイドスロー（横手投げ）かアンダースロー（下手投げ）ぎみに投げる。」と記載されている。

https://www.ctv.co.jp/hapiene/lovelabo/2007/0923/index.html　【科学で新記録】より

■水切り名人基礎編

川や池に行くと、つい石を拾って水面に投げ込む「水切り」。ラブラボ！がこの水切りの世界記録に挑戦！

ちなみに、水切りの世界記録は、アメリカのシュタイナーが出した40回（2004年ギネス公認）そこで、ラブラボ！は水切りの基礎を教えてもらうために、埼玉県熊谷市にいる水切り名人・森川寛さんのもとへ！

＜水切りの基礎ポイント１　自分に合う石を選ぶ！＞

[肩の弱い人]→[薄くて平らな石] [肩の強い人]→[厚みのある石]

＜水切りの基礎ポイント２　石のにぎり方！＞

ひとさし指の第一関節を石の角などにかけて投げると石が回転しやすくなる。

＜水切りの基礎ポイント３　石の投げ方＞

石は水面に10～20度の角度で回転を与えながら低い位置から強く投げる。

では、どうして石を回転させるのか？

■石を回転させるのは一体どうして？

＜実験方法＞

フライングディスクを回転させずに飛ばした時と、回転させて飛ばした時の飛び方を比べる。

＜実験結果＞

[回転させないフライングディスク]

飛び方が不安定で上手く飛んで行かない。

[回転させたフライングディスク]

一定の方向に安定して飛んだ！

イメージ画像

【解説】

コマと同じで、モノを速く回転させると回転軸は一定の方向を保つ。

■水切りの石を工夫してみよう

鉛の円盤は石より比重が大きいので、水や空気の抵抗に負けないで安定した力強いジャンプをすることが出来る。

そこで、石よりも重く、鉛よりも硬い「真ちゅう」を使い、フライングディスク型に加工して、ラブラボ！特製水切り円盤を作る。

■投げるパワー究極の秘策

円盤の次は投げるパワーにも工夫！

そこで、でんじろう先生が用意したのはブーメラン発射装置！

このブーメラン発射装置はゴムの弾力を利用してブーメランに回転をかけて飛ばすというモノ。

でんじろう先生の秘策とはゴムの弾力で円盤を飛ばすということだった！

早速、ブーメラン発射装置を参考に水切り円盤発射装置を製作。

これらのアイテムを使って水切り世界記録に挑戦！

■科学で水切り世界記録に挑戦

水切り世界記録の挑戦はプールの営業時間前に行った。

本来、水切りは川で行うものだが、川の流れによる波などが影響してしまうため、比較的,水の流れが安定したプールを使って新記録を狙う！

＜水切り世界記録に挑戦＞

[記録]・・・14回！

水切り円盤発射装置をプールの斜面に合わせてセットしたところ、約30メートル先のプールサイドに当たってしまった。この時の記録が14回。

さらに距離を伸ばすため、プールの斜面に対して発射装置を斜めにセットしたため、微妙な角度のズレが生じてしまい、結果、プールの営業時間が来てしまったため挑戦を断念・・・

いつの日か再び世界記録越えに挑みます！！

※注意：水切りは周りに人がいない所で安全を十分確認した上遊んで下さい。

■水泳の新記録に挑戦

次に挑戦するのは、水泳50メートル自由形の世界記録！

肝心の水泳50メートル自由形の世界記録はアメリカのアレクサンドル・ポポフが2000年に出した21秒64！

この記録に挑戦するために愛知県豊田市にある中京大学 体育学部に協力して頂くことに。

まずは、水泳部のホープ濱田広大さんの自由形のタイムを測ってみると25秒81だった。

ここから、ラブラボ！が科学の力を駆使して世界新記録を狙う！

■泳ぐということは抵抗だらけ

水は空気の800倍以上の密度を持つため、水中を移動する場合、人間は想像以上に大きな抵抗を受けている。

そこで、こんな実験！

＜実験方法＞

水を張った水槽に、おもりで引っ張られる2つのフィルムケースをセット。

一方は水面、そしてもう一方は水中。

おもりを離した時、どちらが速く移動することが出来るか調べる。

＜実験結果＞

水中にあるフィルムケースの方が、水面にあるフィルムケースより先に壁に到着した！

【解説】

この現象は造波抵抗が関係したため。

造波抵抗とは、船などが波を起こすことによって生じる抵抗。

つまり、水面を移動する方が、潜水して移動する方よりも水の抵抗を受けてしまい、スピードが出ない。

イメージ画像

■圧力抵抗とは一体どういうモノ？

＜実験内容＞

水を張った水槽に同じ重さの円錐型のおもりと、流線型のおもりをそれぞれ同時に落とした時の速さの違いを調べる。

＜実験結果＞

流線型の方が先に底に着いた！

【解説】

円錐型の場合、流れが前にぶつかって乱れると後ろ側に渦が出来る。

これによって、モノの前後に圧力差が生じ、抵抗が大きくなる。

ところが流線型は、水がスムーズに流れるため抵抗は最も少なくなる。

そこで、でんじろう先生からの秘策が！

■抵抗を減らす究極の秘策

でんじろう先生の秘策とは手に水かき、足にヒレを付けて、水をかく力「推進力」を強めることと、頭にコーンをかぶり、さらに潜水で泳ぐことで抵抗を減らそうという工夫。

＜水泳50メートル自由形に挑戦＞

[記録]・・・途中で泳ぐことが出来なくなりギブアップ！

頭のコーンに浮く力が働いてしまい、それを浮かないように水の中を進む力以外の力を使ってしまったことと、水をかいた手を水中で戻すことは、逆にブレーキを生む動作となってしまったため、泳ぐことが不可能となった。

そこで、でんじろう先生の最終秘密兵器の登場！

■遂に登場！最終秘密兵器

遂に登場したでんじろう式最終秘密兵器！それは何とゴム！

ゴムを伸ばすことで出来る弾力を推進力にして水泳50メートル自由形の世界新記録を狙うというモノだった！

早速、プールのゴール地点にゴムを固定する。

そして、ゴムの先にセットしたモノは、1メートル20センチのコーンで作った抵抗を減らす究極の水泳帽！

果たして科学の力で世界記録を超えることは出来るのか！？

＜水泳50メートル自由型に再挑戦＞

[記録]・・・20秒91！！世界新記録達成！

もちろん公式の記録にはならないが、科学の力を利用して、遂に世界記録を超えることが出来た！

★番組からのお願い★

「ラブラボ！」は大人から子供までを対象に、教科書等の理論だけでなく、実験を通して楽しく遊びながら、実際に体験し・手先を動かし・自分で工夫をこらす事によって科学を理解し、興味を持つきっかけとなれるような番組を目指しています。

その為、当ＨＰでも皆さんの参考にしていただけるよう、番組で紹介した初歩的な科学実験の一部を掲載していますが、実験によってはカッターやハサミ等の刃物や小さな部品、工具等を使ったり、火気やドライアイス、家庭用洗剤等の薬品を使うモノもありますので、ご家庭で行う場合には各自の責任において十分にご注意下さい。

また実験や工作に小さなケガは付き物ですが(紙一枚でも手が切れたりします)、正しい手順と(器具の)正しい使用で危険は大きく減らせます。特にお子様が実験をする場合には、必ず大人の監督・指導の下、行って下さい。番組の趣旨をご理解の上、以上宜しくお願いします。