物理学
電磁気学
シミュレーション電源タップの過負荷
冬の朝の3Dの部屋で、ドライヤー・ストーブ・ケトルを電源タップや壁のコンセントに自分で差し、並列につないだ器具の電流がタップの1本のコードに集まるようすを電流の棒とサーモグラフィで確かめる。実験台ではテスターで直列・並列接続の電圧と電流を測り、過負荷やたこ足配線を直したあと、根拠とともに安全のきまりを選ぶ。
制作ツール three.js
シミュレーションスピーカー工房
4分の1を切り取ったスピーカーで、磁場の中のコイルが受ける力が振動板と空気を動かすようすをスローモーションで見て、工房では紙コップ・皿・発泡スチロール板でスピーカーを設計し、音の大きさを測って実際に聞く。同じしくみで回るモーターと整流子、磁石に引かれたり退けられたりする磁性体も調べる。
制作ツール three.js
シミュレーションオームの法則の実験台
まず電圧を2倍にすると電流がどうなるか予想する。電源装置のつまみとすべり接点でニクロム線の長さ・太さを変えて測定値を電圧–電流グラフ(横軸電圧、縦軸電流)に打ち、抵抗を電圧 ÷ 電流で求めて予想とくらべる。
制作ツール Anatomy
シミュレーション更新10/31わたしたちの町の電力運用
原子力・石炭火力・水力・太陽光・風力の発電所がある3Dの町で、1日のあいだ発電所の出力と送電電圧を決めて停電させずに電気を送る。火力発電所の断面でエネルギーの変換と効率を、送電線で I = P/V と損失 I²R を、変圧器で巻き数の比と交流が必要なわけを確かめる。
制作ツール three.js
2:12動画電磁誘導:磁石・コイル・発電機
棒磁石がコイルに出入りしてコイルを通る磁力線の数が変わると誘導電流が流れる様子を3Dで見て、回転コイル発電機と発電所のエネルギー変換までつなげる。ナレーションはなく、字幕で説明する。
制作ツール ManimGX
シミュレーション電場の地形図
点電荷がつくる電位を高さと色で表した3Dの地形に等電位線と電気力線を描き、試験電荷を置いたり探針で測ったりして E = kq/r² と電場の重ね合わせを確かめる。描かれた地図だけから電場の向き・強さや雲に隠れた電荷を推理する。
制作ツール three.js
シミュレーションオーロラ工場
コイルがつくる磁場の箱に電子・陽子・中性子を打ち出して、ローレンツ力がはたらく条件と円・らせん運動を見つけ、双極子の地球磁場が太陽風をそらすようすと、磁力線に乗った粒子がつくるヴァン・アレン帯・オーロラ(酸素の緑・赤、窒素の青紫)を自分で確かめる。導線ブランコ・円形加速器・トカマクでローレンツ力を使う技術も動かしてみる。
制作ツール three.js