理科の先生に「長さの違うセロハンを揺らしたらどれが1番揺れるか」という質問をされ、１番長いものが揺れると思ったが、実は揺らし方によってすべて揺れることを知った。このことを逆に考えると、揺らし方によって揺れない長さもあるということだ。ということは、それらを組み合わせたら丈夫になるのでは？と思った。もし、振動に対して揺れが小さくなるような木材の組み合わせを見つけることができれば、揺れに強い柱の形に応用できると考えた。

方法

①幅15㎜の木材の長さを、80㎝、70㎝、60㎝、50㎝、40㎝、30㎝にして、それぞれ万力で固定し、15㎝引っ張ってはじき、揺れている時間と揺れ方を調べた。
②①の80㎝の木材を1枚、2枚重ね、3枚重ねにして、それぞれ①と同様に調べた。
③-1 幅5㎜の木材を、80㎝の長さを基本にしてそれより短い長さをずらして重ねその揺れ方を調べた。
③-2 ３枚ずらして実験した。
④-1 幅5㎜の木材を使い、1枚、2枚重ね、３枚重ね、２枚ずらし、３枚ずらしの時の揺れを調べた。
④-2 幅10㎜の木材で同様に調べた。
④-3 幅15㎜の木材で同様に調べた。
④-4 幅2.5㎜の木材で同様に調べた。

分かったこと・考察

1）長さの長い柱の方が長い時間揺れる。
2）細い柱でなければ、同じ長さの柱を重ねて太くした方が基本的には揺れる時間は短くなる。
3）長さの違う柱を３枚重ねた方が同じ長さを３枚重ねて太くした柱より揺れる時間が短くなった。
4）本実験ではどの幅の木材でも、80㎝、60㎝、30㎝の割合の時が揺れる時間が1番短かった。８：６：３の柱のように太さが変わると、揺れを打ち消し合うと考えられる。
5）上から少しずつ太くする方が揺れに強い柱になると考えられる。

理想の柱