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身近な学びシリーズ 第一回 ねじ

さて、本シリーズでは身近に良く目にするものについて、エンジニア目線で学びを提供してみます。

Sharari-man

Sharari-manはこのような普段の生活から得られる学びを大変重要視しております。
生活がとても楽しくなります。

目次

ねじについて

日本では JIS B0205 に記載されている 一般用メートルねじ というねじが流通性が高く、良く用いられています。

棒状の物体に螺旋溝が刻まれている製品です。

これは工学的な視点で見れば 回転運動を直線運動に変換する機械 とみなす事が出来ます。

このような工学的な視点で物事を観察するのがエンジニアとって大事です。

Okusama

回したら前に進んだわ!

ではなく

Sharari-man

回転運動を直線運動に変換しているな。
という事は変換時に損失があるはずだ。
変換効率は如何ほどだろう?

という目線で様々なモノを観察をする癖を付けると良いでしょう。

ねじを締めるという行為の本質

ねじは回すと締まります。

ニトリなどで組立式の家具を購入して組立てた事がある方も多いのではないでしょうか?

ねじを回すと締まる

という現象を工学的に観察すると

Okusama

ねじってバネと同じなんだ!

と気づく事が出来るでしょう。

ねじは回転運動を直線運動に変換しています。

ドライバーでネジを回すと進んでいきます。

そして 締め付ける対象の物体に接触した後に更にドライバーを回すと締まります。

これはネジが伸びているから締まるのです。

ネジが伸びる事でバネと同じ働きをして、物体を締め付けているのです。

もう少し工学的に考えてみましょう。

さて、誰しもが一度は経験した事があるであろう 「ねじを締める」 という行為ですが、このような基本原理になっております。

しかもこれは大変簡単に紹介させて頂いておりまして、本当はもっと複雑な現象によって 「締める」という現象が起きています。

もし興味を持たれた方がいらっしゃいましたら、是非以下の書籍をお読み頂ければと思います。

「ねじ」学者のバイブル的一冊です。
現在は研究が進み、多少古い内容もありますが、今なお色褪せない名著です。

世の中はバネだらけ

さて ねじを通じて工学的な視点を身に付ける事が出来ましたら、身の回りの物を見てみて下さい。

人間ー靴ー地面 は 人間の体重で人間と靴と地面が圧縮されています。全てバネです。

人間-自転車-タイヤ-地面 も同様です。

色々な物体がバネとして活用されています。

人間は時に硬く、時に柔らかいバネ
自転車のフレームは硬いバネ
タイヤは 柔らかいバネ
地面は硬いバネ

このように様々な特性のバネを組み合わせて 身近な製品は作られております。

学んだ事を活かし、身近なものからより深く学ぶ

今回の例では 「ねじを通じた学び」 でしたが、学びから得られた工学的な視点を身の回りもモノ全てに適用して、考察する視点がエンジニアとして重要だと考えております。

中学受験理科、中学理科で 「仕事」 という内容を学ぶと思います。

仕事 = 力 × 力の向きに動いた距離

ねじを回す時、ドライバーを使って回すと思います。
ねじを回した時の円周長(移動距離)は非常に長いのに ねじが進む距離は小さいでしょう?

ドライバーを回すという行為は 小さい力で長い距離を進む運動です。
これを ねじが直線運動に変換しています。そしてその移動距離は小さいです。

つまり ねじ は

小さい力 ×長い距離

大きい力×短い距離
に変換する 減速機であるという事です。

このように 今まで学んで来た事を身近なモノや現象に適用して考える事で、知識の点が繋がり線になります。

そして、それはより深い理解を与えてくれます。

我が家では物理は大学レベルまで先取り学習を進めておりますが、このような身近なものからの学びを重視しております。

ドア・自転車・ラジコン・自動車など身近に沢山の学びが溢れております。

Sharari-man

若くして工学的な視点を身に付け、視座を高く持てば、普段の生活全てが学びとなります。

Sharari-man

息子や道場生にはこのように普段の生活から学びが得られるようなヒントを与える事を意識しています。
これは座学だけでは得られない、大変良い学びに繋がっていると考えております。

あとがき

さて如何でしたでしょうか?

エンジニア以外の方にも分かり易いように書いておりますので多少正確性に欠ける部分はあったかと思います。
しかしながら、「普段の生活から得る学び」の重要性は多少伝わったのではないでしょうか?

Sharari-manは物理の先取り学習をオススメしていますが、これは高校物理レベルをしっかりと身に付ければ、普段の生活から大量の学びを得られるからです。

中学受験で良く出てくる滑車の計算があると思います。
座学だけで終わっていないでしょうか?
仕事一定という学びをしっかりと得ていれば

Musuko

ねじも考え方は一緒じゃん!

と思えるはずです。

エンジニアの親御様は是非、親子で一緒に身近なモノを工学的な目線で観察してみて下さい。

様々な発見・学びが得られると思います。

我が家の学習事例が少しでも家庭学習に取組む皆様の御参考になりましたら望外の喜びです。

ではまた!

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この記事を書いた人

日本で働く技術者です。
ブログ運営目的は我が家の学習情報提供を通じた社会貢献です。
地域貢献を兼ねて地域限定で算数の個別指導を行っています。

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