摩擦車のしくみとは? 摩擦車の回転の速さとは?

摩擦車のしくみ

電車や自動中が走れるのはレールや道路と車輪とのあいだで
摩擦があるからですが、これは摩擦のあるレールや
道路の上を車輪が回転するからであるとも言えます。

車体をおさえて、進めないようにしておき
レールだけがうしろに動くようなしかけを考えてみると
レールの動きにつれて、車輪だけが回転をはじめます。

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図のように、レールを円形に取り付けた台を
レコードプレヤーのターンテーブル(回転盤)のように
ぐるぐる回転させる場合も同じです。

レールのかわりに、ただの円仮になっても
また、円板のふちに、車が触れていても同じです。

摩擦車は、このように、互いに触れ合っている
2つの車の摩擦を利用して、一方の車の回転を
ほかの車に伝えるしくみのものです。




摩擦車の回転方向

摩擦車は、その車の触れ合う様子によって
回転の向きが、いろいろとかわることがあります。

つぎの図の①の場合は、2つの車の軸が平行で
それぞれ車の外側で触れ合っています。

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このときは、Aの車が矢印の方向にまわっていると
Bの車は反対の向きにまわります。

②の図のように、大きな車Bの内側に、小さな車Aが触れ合っているときは
Aの車が矢印の方向に回転すると、Bの車も同じ方向に回転します。

③の図の場合は、Aの車の軸と、B・C・Dの車の軸が
互いに心角になっています。

大きな車Aが矢印の方向に回転しているとき、B・C・Dの車は
①図や②図のように、いちがいに、同じ向きとか
反対向きにまわるとは言えません。

この場合は、それぞれの車が、Aの車の触れ合っている点のところで
①図のような関係で回転していると考えるとよいでしょう。



摩擦車の回転の速さ

ある時間、たとえば1分間に車が何回まわるかという数を回転数と言います。
回転数が大きいということは、車が速くまわるということです。
したがって、回転数の大小で、回転の速さをくらべることができます。

2つの中が同じ大きさのときは、その半径は同じです。
車が滑らないでまわるならば、一方の車が1回まわると
もう一方の車も、1回まわります。
これは、反対向きにまわしても同じです。

下の図で、Bの車の半径が
Aの車の半径の2倍だとするとBの車の円周はAの車の円周の2倍になります。

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したがって、Bが1回まわると、Aは2回まわります。
同転数でいうとAはBの2倍です。

Bの車の半径が、Aの3倍・4倍……に
増えると、Aの車の回転数は、Bの3倍・4倍……となります。
これは、回転の向きに関係しません。

このことから、車の回転数(回転の速さ)は
半径の大きさに反比例するということがわかります。

まえの図の③の場合でも
Aの車の中心から触れ合う点までの距離を半径とすれば、同じことが言えます。

摩擦車の回転力

摩擦車の回転数は、触れ合う2つの車のうち
半径が小さいほうが大きくなり半径が2分の1、3分の1、4分の1……になると
回転数は2倍・3倍・4倍……となります。

ところが、伝えられる回転の力は、これと全く反対になり
回転数の大きいほど、回転の力は小さくなります。
車の大きさで言えば、車の半径が小さいほど回転を伝える力は小さくなり、
半径の大きさに比例します。

ミシンの下糸をまくときなどのように回転の力は小さくても
速く回転させたいときには、小さい摩擦車を使います。

大きな回転の力を伝えたいときは、伝える車の半径を
大きくしなければなりません。

しかし、力を大きくしようとすると、滑って空回りすることがあります。
このようなときは、別に歯車のような便利なものがあるので
摩擦車はあまり使われません。







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