佐野ベースレッスン風景【レースカー】「速く走る車」と「力が強い車」の違いを学ぼう


今回は、LEGO wedo2.0のカリキュラムで、「レースカー」を作るカリキュラムのご紹介です。
「レースカー」ということで、どうしたら車を速く走らせることができるか?がテーマになるのですが、

今回は一歩踏み込んで、「速さ」だけでなく「力の強さ」との違いについても理解を深めていきたいと思います!

まずはレゴでタブレットの組立図を見ながら車を作ったら、どうすればもっと速い車になるかを考えながら改造していきます。

まずはとにかく速い車をつくろう!

速い車をつくるポイントはいろいろありますが、


①タイヤを大きくした方が速くなる
②プーリー(滑車)よりも、ギアを使ったほうが速くなる
③ギアの大きさの組み合わせを工夫する

といった部分がポイントです。
③の、「ギアの大きさの組み合わせ」については

モーター側のギアを大きく、タイヤ側のギアを小さくした方が、速い車になります。

たとえば、このような大きいギアと小さいギアがあるとして、

タイヤは、モーターの動きに連動して動くため、

モーター側のギアが、タイヤ側のギアの3倍の大きさの場合、
モーターが1回転する間に、タイヤ側のギアが3回転もしてくれます
(もしこれが、モーター側とタイヤ側のギアが全く同じ大きさであれば、モーターが1回転するあいだに、タイヤ側のギアは1回転しかしないことになります。)
タイヤが短時間にたくさん回転したほうが、速い車になるというわけです。

それでは速くなるように改造して、実際に走らせてみます。

手順書通りに作った車よりも、ずっと速くなりました!

速くなった車、上り坂を走らせるとどうなる?

さて、今度はこの速くなった車を、上り坂で走らせてみます。

あれ?全然動かない..??
さっきまでは快調に走っていたのに…

「速さ」と「力の強さ」の違い

実はこれ、全然おかしなことではないのです。

さきほどの、ギアの組み合わせ・・
つまり車を速くするための「モーター側のギアを大きく、タイヤ側のギアを小さく」する組み合わせは、
実は、力(パワー)が弱くなってしまう組み合わせでもあるのです。

上り坂をのぼるときは、平らな道を走るときより、力(パワー)がたくさん必要になるので、
坂をうまく登れなくなってしまったというわけです。

力を強くするためには、ギアの大きさの組み合わせを「速くする」ためのものとは真逆・・つまり「モーター側のギアを小さく、タイヤ側のギアを大きく」にしてあげる必要があります。

さっそく改造してみます。

これで力が強くなったはずです!さっきの上り坂をもう一度走らせてみましょう。

今度は、さっきよりもスムーズに坂をのぼることができました!

今回のレッスンで、ギア(またはプーリー)の、「速くなる組み合わせ」「力が強くなる組み合わせ」について学んだあとは、みんな思い思いの改造をした車でお互いに競争をしたり、
車同士をチェーンで繋いで、綱引きで力くらべをしたりと、楽しく検証してくれました。

思い通りの結果が出ないときも、「なんでだろう?」「パーツを変えてみようか?」と、皆がそれぞれ試行錯誤する姿勢がすばらしかったです!

今回の、プーリーまたはギアの「速くする組み合わせ」「力を強くする組み合わせ」の違いについては、
車以外の、色々なロボットを作る場合にも応用がききます。

このような知識を覚えておいて、作るものや動かす場面によって
速く動かしたいのか?それとも力を強くしたほうがよいのか?と、応用できると便利ですね。

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