愛媛県総合科学博物館研究報告

Bulletin of Ehime Prefectural Science Museum, No.21（2016）, p. 37－48

事業報告

サイエンスショー「スーパー！スーパーボール」実施報告
久松

洋二 *

A working report on“Amazing behavior of a bouncing super ball ! ”
HISAMATSU Yoji

Abstract： This paper reports the essential part of the demonstration to explain“amazing behavior of a bouncing
super ball”which was carried out as one of the science-show programs at the Ehime prefectural science museum.
The topic we took as an example was“Angle of incidence doesn＇t equal angle of reﬂection in bouncing superball.”
A superball has properties which are bouncy, well roll, and with a large friction force. Super ball cause interestingbound that don＇t follow the prediction, because of the nature with a strong friction force rather than a well bouncy. We
have introduced the real highly reproducible bound even in seemingly unpredictable bounce. This paper describes theoutline of experiments and how to construct insturments in detail.
キーワード：スーパーボール 完全弾性 跳ね返り係数 バウンドの性質 バウンドの方法 反射 垂直な壁
Key words： superball, perfectly elastics, the coefficient of restitution, propaties of bounce, bounce methods,
refrection, vertical channel

1

はじめに

パーボールの魅力であり，実はそのバウンドは予想不能
どころかボールの性質に依存するきわめて再現性の高い

スーパーボールは子供達に定番の玩具であり，とても

バウンドであることも分かっている．

よく弾むことが楽しい直感的な玩具である．ボールで愛媛県総合科学博物館では平成 27 年度夏期のサイエ

あってもパスやキャッチをする遊びではなく，床に弾まンスショーとして「スーパー！スーパーボール」を実施せるだけの単純な遊びが多いため，誰もが気軽に遊んだ

した．よく弾むだけがスーパーボールではない．本当は経験があり広くその魅力が知られている玩具でもある．

予想外にも見えるバウンドこそが楽しく，豊かな科学性

しかし，ただ高く弾ませるだけがスーパーボールの楽し質を表していることを紹介する実験を行った．スーパー

み方ではない．むしろ高く上がった後に待っているバウ

ボールには，よく弾む，よく転がる，摩擦が大きいといンドこそに真の魅力がある．高くまで上がれば手元からう 3 つの大きな特徴があり，そのためにとても魅力的な

離れた場所に落下することが多く，そこに平らな着地点

バウンドが引き起こされる．それも偶然の産物ではなくが待っているとは限らない．何か障害物や段差がある

再現性のある科学的なバウンドであることも分かり，そと，落下した瞬間にあらぬ方向にスーパーボールが飛んの結果，もっと不思議なバウンドはないか自分で確かめでいってしまう．それも目で追えないくらい素早く動くられるようバウンドの知識を整理する内容とした．

こともしばしばある．そのような跳ね方をしたスーパー

本稿では，愛媛県総合科学博物館で実施したサイエン

ボールは少し厄介で，追いかけても弾んだスーパーボー

スショー「スーパー！スーパーボール」について，そのルは掴みにくく，狭い隙間に転がり入ることもよく起こ

ショーの構成と実験内容，製作して使用した実験機器にる．普通のボールとは違って予想できない急激な運動変ついて報告する．

化を起こすボールなのだ．たとえ手を伸ばせば取れる高さで跳ねていても，予想して伸ばした手の先に跳ねず，

２

実験項目

意外な場所に向かってバウンドしてキャッチし損ねることもある．そんなイレギュラーなバウンドこそがスー* 愛媛県総合科学博物館 学芸課 科学・産業研究グループ
Curatorial Division, Ehime Prefectural Science Museum－ 37 －

本実験ショーはスーパーボールのよく弾む，よく転がサイエンスショー「スーパー！スーパーボール」実施報告

る，摩擦が大きいという 3 つの性質に注目して，それら

パーボールを通した多段式発射機を用意し，その竹串のの性質をよく表す実験を紹介しながら最終的にスーパー

先端にストローを刺したものを落下させてバウンドする

ボールの特徴的な予想外に見えるバウンドを紹介解説すと，スーパーボールのバウンドエネルギーでストローがるストーリーで展開し，順序で実験を行った．

高く飛びあがる．バウンドとストローが高く飛び上がる（1）導入

関係性について問いかけを通して，バウンドの瞬間に生・スーパーボールクイズ

じるボールの伸び縮みと，その力がいかに大きいかを気（2）スーパーボールの基本

づかせる解説をした．その力はボールの材質であるゴムによることも強調した．

・スーパーボールはよく弾む

ゴムの伸び縮みが大きな力を生むことはトレーニング

・スーパーボールの断面
・スーパーボールはよく転がる用のゴムで紹介した．2 メートルほどのストレッチゴム（3）スーパーボール 驚きのバウンドの一端を壁面に取り付け，もう一端にテニスボールを結・おかしなバウンド

びつけ，ひっぱったゴムを手放すと勢い良くボールが飛・テーブル反射ぶ．観覧者から体験者を募り，飛んで来たボールをバッ
トで上からたたき落としたり手で横から掴めるかを試し（4）スーパーボールテクニックてもらった．目で追えてもボールのスピードについてい・おどろきバウンドテクニック

けず，伸びたゴムが強い力で縮むことを実験で体験した．
3

同じゴムの伸び縮みでも内部の構造の違いで生み出す

実験の構成と内容

力に差が生じる．テニスボールとスーパーボールとで跳よく跳ねることを含め，スーパーボールがバウンドしねる量が違うのは，中が詰まっているか中空であるかのた時に見せる興味深い運動に気づき，その運動を性質と違いであり，予め用意しておいた半分に割った 2 種のして統一的に考え，スーパーボールのバウンドを自ら実

ボールを観覧者に渡し，内部の構造や握った時の反発力

験して確かめるよう導くことを目標にショーを構成しを確認してもらった．
内部が詰まっている構造は，スーパーボールのよく転た．

がる性質をも生み出す．そこで数種類のボールを坂道で

3.1 導入スーパーボールの科学的な着眼点を意識し，後に続く転がす競争を行って構造が転がり速度を決めることを確

実験に興味を持たせるために，スーパーボールのクイズ

かめた．ピンポン球やテニスボール，鉄球など，重さ大を行った．マルバツ式の設問で解答する形式で，転がりきさ中身の詰まり具合の違うボールを用意してスーパー

方や跳ね方，材質，発見された時代など 8 問用意した．

ボールと転がり競争をする．中身が詰まっているボール

この実験ショーは実験項目が多く，本体のショーが長くは，その大きさや材質に関係なく一番速く転がることなる傾向にあるので，ショーが始まる前の観客とのコが確かめられる．中身が詰まった球体は回転のしにく

ミュニケーションに使用することもあった．

さを表す慣性モーメントが最も小さくなるためである．

また，スーパーボールの危険性はクイズに取り入れる

キャッチし損ねて転がったスーパーボールが瞬く間に遠とともに，ショーの冒頭や実験中，ショーの最後など折くまで転がって狭い隙間に入り込んで困った経験を持つりに触れて説明した．大きなボールは重く人や物に当た人は多いようである．スーパーボールが他のボールよりると危険であること，小さなボールでも速い速度で動く

転がりやすいために素早く転がる上に，障害物に当たっ時は注意して実験すること，小さな子供の誤飲への注意ても止まることなく跳ね返りと転がり続けるためであるなどを説明した．

ことを解説した．

3.2 スーパーボールの基本

3.3 スーパーボール 驚きのバウンド

床でバウンドさせて，よく弾むというスーパーボール

バウンドするボールをキャッチする時，私たちはバウの最もなじみのある性質を確認した．自由落下や床へのンド前のボールの高さと並進速度からバウンド後のおお投げ下げについてピンポン球やテニスボール，高反発

よその位置と速度を予測して捕球動作を行う．そのためボールなどと比較することで，その性質を確かめた．半

予測位置や速度と大きく異なる運動をするバウンドはイ

径の違うスーパーボール同士を比較することも加え，来レギュラーバウンドと呼んで，バウンド接地点の不良を館者に結果を予測してもらいながらボールの弾みについ原因と考えることが多い．ところがスーパーボールのバて比較実験を行った．
また，よく弾む性質を利用したスー

ウンドを調べると，接地点が平面であったとしても多く

パーボールストローロケットの実験も紹介した．大きなの場合イレギュラーバウンドを起こす．通常のボールのスーパーボールに刺した竹串に，1 個または 2 個のスー

バウンドと異なる軌道を描く場合が多いのである．斜め－ 38 －

久松

洋二に入射したボールが真上に跳ねる場合や，入射方向に逆

その後，逆回転を与えながら少し前方に落下させたバス

戻りする運動は，スーパーボールで普通に起こるバウン

ケットボールがバウンドすると手元まで戻って来ることドでもある．この通常のボールと違ったイレギュラーバを見せた．ボールはバウンドによって回転を得ること，

ウンドに気づいている人も，なんとなくよく跳ねる性質

ボールの回転は軌道を逆転させる効果を持つことを実験が引き起こす軌道だと考えているふしがある．実はよくして確かめたのである．この事実を整理した上で，スー弾む性質とは関係なく，接地位置の大きな摩擦力に起因

パーボールによるテーブル反射のスーパースロー映像をするのだが，その性質をスーパーボールのユニークなバ

流して，運動の様子を確認した．床でバウンドしたスー

ウンドと一般的なボールのバウンドとを比較しながら明パーボールは強い順回転を獲得し，その回転方向はテーらかにする．

ブルの天板裏にとって逆回転となるので，天板裏でバウ直交する 2 つの壁を順に跳ね返る場合と平行な壁と床

ンドすると手前に戻ることを映像で確認しながら解説しを順に跳ね返るときに起こるユニークなバウンドを実演た．実は，一般のゴムボールでテーブル反射の実験をしして，スーパーボールのイレギュラーなバウンドを紹介ても，ボールは光の反射のようなジグザグの軌道は描かした．床，壁の順にバウンドして高く跳ね上がったスー

ず，手元まで戻ることはなくともテーブルの他端から飛パーボールは，山なりの軌道を描きながら前進後退を交び出すこともできず，床と天板に挟まれた空間に留まる

1）

互にくり返す ．これをマウンテンバウンドと名付けてようなバウンドを続ける．

実演した（写真 1）．また，壁，床の順にバウンドさせスーパーボールの引き起こす，一見すると特殊なバウ

ると左右の壁と床の間でリズムを取るようにバウンドす

ンドは，接地時に生まれる回転が生み出し，それは摩擦るので，タイコと名付けて紹介した（写真 2）．左右の力が元となっていることを解説した．始めに説明したゴ壁の一方を低くするとタイコバウンドの最後に壁から外ムが材料であることとつながることになる．スーパーにボールが飛び出してくる．飛び出したボールには強いボールのバウンドの特徴は，ゴム製の一様球であるため

逆回転がかかっており，床でバウンドするとほぼ真上にに，転がりやすく，弾みやすく，摩擦が大きいことで説跳ね上がり真下に落下する．その落下バウンド後は低い明できることを再度整理して解説した．

軌道を描いて素早く真横にスライドし，次のバウンドでは再度真上に跳ね上がる．以下，ほぼ垂直のバウンドと3.4 スーパーボールテクニック

素早い真横へのスライドを繰返すのでステップバウンド

実験の最後に，性質を総括するバウンドテクニックをと名付けて紹介した（写真 3）．飛んで来たボールが進紹介した（写真 5）．エントツ脱出と名付けたバウンド

行方向に向かって等間隔にバウンドせずに 2 種のバウン

テクニックで，垂直に立った 2 枚の平行な壁に，上からドを 1 セットとしてくり返す特殊な軌道を描くことを，

スーパーボールを投げ入れると，何回かバウンドした後マウンテンとタイコからのステップバウンドの実演で紹に壁から上方へ飛び出してくるという技である．基本的介した．

にはテーブル反射の縦版なのだが，重力が影響してテーさらにバウンドの科学的な考察を進めるために，もう

ブル反射とは少し違う軌道を描き，技の難易度も高くな

1 つ奇妙かつ単純なバウンドを実験した．用意したテーる．現象は一瞬なので，十分に間を取って期待感を高め

ブルの下にスーパーボールを投げ入れる．床でバウンドてから実験を行った．投げ入れて飛び出してくることはしたボールはテーブルの天板の裏に再度衝突する．その見えても，途中にどのようなバウンドをしたか分かり難後の運動の意外な結果に注目するため，クイズ形式でそいので，この実験も前もって撮影しておいたスーパースの後の軌道を予想してもらい，予想結果が正しいか，1

ロー映像を流して，起動を確認しながら運動を解説した．

人選んだ観覧者が実際にテーブルの床に投げ入れる実験

強い回転がボールを下降から上昇に転じることに注目しを行った．実験結果は，天井でバウンドしたボールはそてもらった．

れ以上前には進まず，反転して自分の手元まで戻ってく

最後に，速度の速いスーパーボールや大きくて重いるというもので，壁に当たるわけでもないのに帰ってく

ボールは思わぬ事故につながるため，保護者や実験の指るボールに，
体験者も観覧者も一様に驚く実験となる（写

導者とともに実験しなければならない注意点と小さい子

真 4）．

供の誤飲事故を防止するためにボールは常に管理する必

テーブル反射するスーパーボールの運動を解説するた

要があることを再度説明，その日の実験内容と家でも再めに，スーパーボールの運動が一般的に起こる現象の延現できるような実験と工作のコツを記したプリントの配長上にあることを印象づけるため，スーパーボール以外

布の紹介を行ってショーは終了する．

のボールを使った実験で説明した．まず，無回転で投げたバスケットボールを床でバウンドさせ，バウンド後に順方向（前に転がる向き）の回転が生じることを見せる．
－ 39 －

サイエンスショー「スーパー！スーパーボール」実施報告

4

実験機材と解説

4,750mm の位置に格子状の天井があり，それより数メー
トル高い位置まで設備がつらなる天井裏があるが，飛び本サイエンスショーで使用した実験装置，器具，アイ
テム類を紹介する．製作物の規格は設計図面としてまと上がったストローは格子状の天井を抜けて飛び上がることもあった．
ストローの長さは 80mm 程度，先端にはビニルテー

めて記載（図 1，2）している．

プを数回巻いたおもりをつけ直進性能を向上させた．ま4.1 スーパーボールとその他の球

た，コピー用紙でストローに羽根を張りつけ，本体の回実験には 22, 32, 45, 60 (mm φ ) のスーパーボールを用

転や直進性能の向上を試みたが（写真 10），高速で飛び意した．手に入りやすい小さなスーパーボールで実験す上がるストローの視認性を向上させた以上の効果はな

ると，動きが速すぎて軌道も回転もよく見えないので，かった．

バウンドの特殊性を見せるときは大型の 45, 60mm φの物を使い，よく跳ねることや転がり競争を実験するとき

4.3 テーブル反射装置

は 22, 32mm φも利用した．特に，転がり競争の場合，スーパーボールのテーブル反射は平らな床と平らな鉄球などと大きさをそろえて競争する必要がある場合な

裏面を持つテーブルがあればどこでも実験できるが，ど，大きな鉄球は危ないので，多少見えにくくても小型

ショーで行うため観客席から上下のバウンドの様子がよの球を使用した．実験を観察する際，回転の方向と速度

く見える位置で実験する必要がある．そのため，実験ワが重要になるため，不規則な模様のボールを使用するこゴンの上に木製テーブルを取付けた装置を使用した（写とで回転の視認性を上げた（写真 6）．径の大きなものは，

真 11）．テーブルの脚は死角を作るだけなのでなるべくバウンドの軌道を見せる実験に使用し，跳ね返りや転が細く工作した．コの字型に板を組み合わせて製作してもりを金属球と比較する実験など，他の用具の径を大きく良かったが，視線方向に壁があるとテーブルを想起しにすることができないために，スーパーボールの径を合わくいこと，大型のスーパーボールの衝突で天面が大きくせる必要がある場合と，多段式の大きな飛び上がりの実

ゆれて実験が見にくいことから，テーブルの形状を踏襲

験を行う場合などで使用した．

した．

スーパーボールが一様球であることを知らせるため

テーブルは木製で，天板は厚さ 30mm のパイン集成に，半分に切って断面を見せる実験には，60mm φのスー材を使用した．実験にも揺るがない天面とするため厚い

パーボールをカッターで切断して使用した（写真 7）．

木材を使用するとともに，テーブルの脚をワゴンにしっ

また，ソフトテニスのボールも同様に半分に切り割り，

かりとビス止めすることで，ボールの衝突による天板の中空のボールとして比較した．

浮き上がりも起こりにくい構造とした．

転がり速度の比較実験にはピンポン球の公式球と実験ワゴンの幅が 450mm であり，長さも 900mm し19mm φの鉄球を使用した．垂直バウンドの実験にはソ

かなく，テーブル感を出すために同じサイズでテーブル

フトテニスのボール，高反発ゴムボール，スポンジボーを製作したが，そのことが実験の難易度を上げる結果とルを使用して比較した．また，跳ね返らない例として実なった．ボールを床（本装置ではワゴンの天面）に当て

験用非弾性ボールも使用した（写真 8）．

てテーブルの天板の裏面まで跳ね返すには，床には多少バウンドが生み出す回転を示す実験用にはゴムのバス

強めに投げる必要がある．そのため投げるボールのリ

ケットボールを使用した．回転の向きと大きさが見やす

リース位置が高くなってテーブルの下に入らないことをいように，なるべくボールの模様と回転の向きが揃うよ

心配して少し手前やや下を狙う傾向となり，結果ボール

うに注意して投げた．1 人ではボールを受け取る人がいが床に当たらず，ワゴンの縁に当てる失敗をしてしまないので，観覧者から実験参加者を募り，バウンドパス

う．何回か練習すればそのようなミスは起こさなくなるをしあいながら解説した．

が，ショーの中で選ばれた観覧者が初めてこの実験をす
ると，うまく狙いが定まらない失敗をすることが多かっ

4.2 スーパーボールストローロケット

た．ワゴンに乗せるテーブルの長さはワゴンの半分ない土台になるスーパーボールに竹串を刺し，2 段目，必しは 3 分の 2 程度の長さに留め，体験者に床を意識させ

要なら 3 段目まで穴を開けたスーパーボールを通し，そればリラックスしてボールを投げられる装置となったかの先にストローを通した器具を用意した．竹串が垂直方もしれない．

向を維持できるように落とすと，ストローが勢い良く上方に飛び出す（写真 9）．スーパーボールの弾性エネ

4.4 段違い壁

ルギーを利用して，落下位置よりずっと高い場所まで

スーパーボールテクニックのうち，マウンテンとタイストローが飛び上がる実験である ．実験を行う会場はコ，ステップバウンドを実演するために L 字型の段違

2）－ 40 －

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洋二

い壁を製作した（写真 12）．バウンドの起点となる高い投げ下ろす方が力を加えやすいため，ボールの初速が確壁とそれに平行に設置した回転を作るための低い壁，2保できる．

つの壁をつなぐ床の 3 面からなる壁の装置である．3 面の壁は全て厚さ 30mm のパイン集成材を使用した．壁

4.6 バウンドテストにしっかりと重量が生まれるので，バウンドで装置が動スーパーボールの奇妙で思いがけない方向へ進むバウ

きにくくなっている．木材が直交する部分には三角板をンドを実演するための透明な箱を製作した．ショーの演取付けて補強したが，バウンドの視認性を上げるために者と実験を手伝ってくれる観覧者が並んで実験できるよ

小さめの補強材となっている．

うに，幅 900mm，奥行き 400mm の箱を製作した（写真

段違い壁全体は，テーブル反射装置と同様に実験ワゴ

15）．前面と側面は透明アクリルとし，内部で何が起こっンに乗せて，壁が動かないように固定した．それによりているか観察しやすくした．その他の面は 18mm 厚の壁のバウンドは高い場所で実験できるため，観覧者に見

パイン集成材で製作した．箱の内部にはボールをバウンやすい位置でバウンドさせることができるが，マウンテ

ドさせるための木切れを数種類いれている．

ンもステップバウンドも段違い壁を超えた後の軌道が特徴的である．しかし，壁の外側にはワゴンがないため，

4.7 ボール競争用の板

壁を飛び出したスーパーボールは床面を目指すこととな

L 字壁の高い辺と低い辺をつなぐように板を渡して転る．マウンテンの場合，たとえ床で再バウンドしても高がりレースのコースとした（写真 16）．実験装置の背がくはね上がり，その軌道は前後に行き来するので，バウ高いので，レースの結果がよく分かるようになっている．

ンドの頂点付近を見るだけでも山なりの軌道を想像する

ただし，転がり終わったボールが順に装置から飛び出しことができる．しかしステップバウンドは，飛び出しててしまうので，ボールの回収が多少大変でもある．コー

バウンドした後，ほぼ垂直にボールが飛び上がり，そのスの一端にボール回収箱を設置する必要がある．

次のバウンドでは低い位置で素早く大きく横移動するため，床でバウンドした場合横移動を見ることが難しい．

4.8 その他アイテム

そのため，段違い壁の続きに長さ 1,800mm の研修机をスーパーボールクイズの解説用に，マルバツを示す指並べ，机の上でステップバウンドを行って大きく素早い示板を製作した（写真 17）．円形に切ったハレパネに木横移動が見える工夫を行った．ただし，軌道を机に収め棒を差し，ハレパネには当館のキャラクターでデザインるためにバウンドの向きをそろえる実験難易度が上がる

したマルバツの用紙を貼付けて製作した．クイズはス

結果となった．

ケッチブックにクイズを出力した用紙を貼ったブックを作成し，譜面台に設置して使用した．
ゴムの収縮力の大きさを実験するために，ストレッチ

4.5 エントツ脱出装置
スーパーボールのエントツ脱出実験は別に煙突を用意用のゴムひもを練習用にひもを通す金具がボールについする必要がなく，平行な 2 枚の垂直壁を用意するだけでているソフトテニスの練習球にくくり付けて，ストレッ

良い．当初，四角柱の筒状装置を製作し，前面と側面

チゴムのもう一端をショーの壁面にくくり付けて準備しの 3 面を透明アクリルとした視認性の良い箱を製作した

た（写真 18）．実験は伸びたゴムが縮む力を利用して速（写真 13）が，ステージの照明の照り返しで内部が少しい速度のボールを作る装置である．6m 程度まで伸ばさ

見えにくいことに加え，ボールの初速を速くする必要がれたゴムは 0.1 秒未満で縮むため，神経の速度的に絶対あるので，実験が一瞬で終わり，装置内部で起こる現象

バットで捕らえることができない実験となる．その速さを見せても感動が半減する結果となったので，30mm 厚を生む大きな力をゴムは持つことを知らせる印象重視ののパイン集成材で作った壁の間でバウンドさせる実験に実験である．

変更した．壁の安定性から，元の筒状の装置の背面とコの字に組んだ集成材の壁を並べて装置（写真 14）とした．

4.9 配布物と販売物投げ入れたスーパーボールが落下から転じて上昇する

今回の実験で紹介したスーパーボールストローロケッ

のに，壁の間隔は 600mm 程度まで成功できたが，広くトの作り方とスーパーボールのバウンドテクニックは 1

なるほど投げ入れる位置と角度の許容範囲が狭くなるの枚のレジュメにしてショーの観覧者に配布した（図 3）．

で，視認性を成功率から 400mm 程度を壁間の距離としまた，実験や工作に使用できるスーパーボールのセットた．その際，ボールの下がる深さは 500mm 程度しかなをミュージアムショップにて販売した．セットにはスーいので，実験がコンパクトとならないために，装置全体

パーボールストローロケット等にも利用できるように，をテーブルの上に置いて，演者はイスの上に立って投げ穴を開けたスーパーボールとサイズの異なる数種類の入れることにした．手を平行に投げ入れるより斜めからスーパーボール，工作とバウンドテクニックを記したレ－ 41 －

サイエンスショー「スーパー！スーパーボール」実施報告

6

ジュメが入っている．
また，レジュメの表紙にはスーパー

映像データ

ボールの事故防止のための注意書きを記している．スーパーボールは袋に入れたセットで販売して，レジュメを本稿で説明したバウンドテクニックの実演映像を付録同封し，注意表示を購入者全員が見られるようにしていで貼付する．当館のホームページ上の研究報告から映像

る．

データを閲覧できる．
5

まとめ

映像 1

テーブル反射．480fps（16 倍スロー）で撮影．

映像 2

エントツ脱出．480fps（16 倍スロー）で撮影．

映像 3

タイコからステップバウンド．240fpg（8 倍スロー）で撮影．

今回のサイエンスショーでは，スーパーボールがよく跳ねるだけではなく，素早く転がり，意外なバウンドをするボールとして，その新しい魅力を現象とともに紹介

7

できるように構成した．床でのバウンドで高く跳ね上が参考文献

るスーパーボールはとても楽しく，よく体験される．高くバウンドしたスーパーボールは手元から離れた場所に

1）J. ウォーカー . ハテ・なぜだろうの物理学Ⅰ館

落下することも多く，キャッチし損なって思わぬバウン
ドを引き起こすことやあらぬ方向へと転がることにもつ

1979. p53-54, p602）Gijutsu.com http://gijyutu.com/main/archives/278

ながる．今回の実験で紹介したスーパーボールの性質に触れる機会は意外に多い．ただ，そのことをボールの性
質と結びつけて観察することはほとんどなされない．ともすればよく弾む性質の一種であると勘違いしてそれ以上の考察に進まないようでもある．スーパーボールがよ
く転がることや意外な方向へのバウンドはそれ自身がスーパーボールの性質である．性質であるからこそ，科学的に調べれば詳しく調べればどれほどよく転がるか，バウンドの方向変化の法則性を得ることができる．科学的に調べられた性質は，現象の再現へとつながり，再現された現象を足がかりに新しい性質，知見を調べる活動
へと広がる．今回のショーでは，特に意外性のあるバウンドを再現することで，スーパーボールで遊ぶ時に見ていた奇妙なバウンドを思い出し，その動きの不思議さに気づき，実は一定の法則に従った動きであることに体験をとおして理解できることを目指した．ショーが終了した後に，観覧者は紹介されたバウンドを自ら体験しに集まった．スーパーボールが横移動速度を回転に変換させることは，実験すれば一目瞭然で，高回転の上下運動とほとんど無回転の横移動がバウンドで交互に入れ替わることを間近で見て理解することができる．実験として面
白いのは，実験では横移動と回転のパラメーターを操作するようにバウンドさせるのではなく，床と壁のどちらに投げ入れるか，狙う位置は高いか低いか，強く投げるか優しく当てるかといった直感的な選択の組合せで，その後のバウンドの種類を変化させることができる点である．自分の投げ当てた間隔を記憶していれば，同じようなバウンドを別の場所でも再現することができるので，直感的な操作なのに再現性の高い実験を行うことができる．

－ 42 －培風

久松

写真 1 マウンテンバウンド．無回転のスーパーボールが床，
壁の順にバウンドすると高い山なりの軌道を描いて戻ってくる．その後，床でのバウンドにより山なりの軌道を描きながら前進後退をくり返す．前進と後退の 2 回を 1 セットとする
軌道を描きながら減衰するまでバウンドする．

写真 2 タイコバウンド．２つの壁と床の間をバウンドする時，壁，床の順にバウンドするとリズムを取るように壁と床をバウンドする．

写真 3 タイコからステップバウンド．タイコバウンドの後に低い壁から飛び出したスーパーボールが床でバウンドすると，飛び出して進んだ方向ではなく垂直に飛び上がるバウンドを起こす．次いで，飛び出してきた方向に素早く横移動するバウンドを起こし，垂直と移動の２種類のバウンドを１セットにしたバウンドをくり返す．

洋二

写真 4 テーブル反射．床，天板の順に当たったスーパーボー
ルは，ジグザグにバウンドをくり返して前に進むのではなく，
まるで壁に跳ね返ったかのように軌道を反転させ，投げ入れた位置から手元に戻ってくる．

写真 5 エントツ脱出．左右の壁だけでバウンドさせるように上から投げ入れると，重力に逆らうかのように下向きのバウンドが反転して上向きのバウンドとなり，ついには壁から外に飛び出してくる．

写真 6 実験使用したスーパーボール．22, 32, 45, 60mm φの4 種類用意した．模様は回転の視認性を上げるために，マーブ
ル模様のものを主に使用した．

－ 43 －

サイエンスショー「スーパー！スーパーボール」実施報告

写真 7 切断したボール．スーパーボールとテニスボールを使用した．切断はカッターで行った．

写真 10 ストローの加工．ストローの先にはビニルテープを巻いた重りを着けることで直進性が，ストローに羽根を着けると視認性が向上する．

写真 8 転がり競争や跳ね返り実験に使用した球．一様球として鉄球，空洞ボールとしてテニスボールとピンポン球を用意した．他に高反発ボールや実験用非弾性ボールなども用意した．

写真 11 テーブル反射装置．実験ワゴンの上部にテーブルを設置してバウンドを見やすくしている．バウンドの安定のために天板は重く，死角を減らすために脚は細くしている．

写真 9 スーパーボールストローロケット．竹串をスーパー
ボールとストローに刺してスーパーボールを下にして落下させるとストローが高く飛び上がる．

写真 12 段違い壁．スーパーボールのテクニックを紹介する
ための壁と床．マウンテンとタイコ，ステップバウンドを実演できる．反射用の高い壁と抜け出るための低い壁部分を作っている．

－ 44 －

久松

洋二

写真 13 エントツ脱出用チャンネル（透明仕様） 煙突型にしてるため立体的なエントツ反射を実験でき，バウンドの様子を観察で器量に透明アクリルで 3 面の壁としている．

写真 16 ボール競争用の板．段違い壁に掛けることで，スター
ト位置を高くすることができる．その他，段違い壁の低い側とエントツ脱出用チャンネルとをつなげて坂を緩くして実験することもできる．

写真 14 エントツ脱出実験セット．厚い集成材でできた壁を並べて実験するので，壁間の距離を調整することもできる．

写真 17 スーパーボールクイズ．スケッチブック形式で 8 問出題した．正解はマルバツ式の選択問題である．

写真 15 バウンドテスト．床面の段差などで思わぬ方向にバウンドすることを実験するための装置で，内部に入れた木切れに当てることで，急なバウンドの方向転回やスピード変化
を見ることができる．

写真 18 ゴムの弾性力実験．ストレッチ用のゴムにテニスボー
ルを取付けたものの一端を柵にくくり付けて実験した．

－ 45 －

図1

テーブル反射，ボール競争，バウンドテストの装置図面

サイエンスショー「スーパー！スーパーボール」実施報告－ 46 －

図2

バウンドテクニック用段違い壁，エントツ脱出用チャンネルの装置図面

久松
洋二－ 47 －

図 3 配布資料．原寸は A3 サイズ．この原稿の半分を両面印刷したものを配布．スーパーボール実験の注意事項，ストローロケットの工作，バウンドテクニックについて記載した．

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