カエデの種子の製作

目的

カエデの種子の模型を製作し、その構造が安定した高速回転によりゆっくりとした落下になり、遠くへの散布にどのように寄与しているか研究する。

材料

作り方

図のように、スチレンシートを羽根の部分と背骨の部分になるように切り取る。

松やカエデのように2、3cmの小さなものから、マホガニーのような6、7cmほどあるもの等
大きさを変えることもできる。

両面テープで羽根と背骨を貼り合わせる。

円形のおもりを貼る。

飛ばし方

おもりの反対側の羽根の一端を持ち、高くほうり上げる。

うまく回転するように、おもりの重さや位置を調節する。
羽根の形や大きさを変更するのも良い。
安定した回転とゆっくりとした落下をめざそう。

参考

カエデ型の種子は偏心構造をとり、重心が一方の端に偏っている。
また、丈夫な背骨構造が軽い羽根を支えており、筋状の凹凸もある。
これらの効果で落下時に渦を生じ、有効な回転を生んでいる。
回転することで、羽根の有効面積を10倍に増やし、落下時間を増やして風に乗り、遠くへ散布される。
アメリカの学者は、カエデの種子に発生するこの揚力の原因について研究し、カエデの種子の回転は、前縁の上方に小さな空気の渦流 (LEV：翼端渦) を発生させ、その渦流によって、翼上方の空気圧が下がり、翼果を吸い上げる効果が生じていることを見つけた。

回転しない種子と比較すると、楓の種子が作る渦は、揚力を2倍にする。
この構造を模した１枚羽根の送風機が実用化されている。
リンク先の図は、Sycamore Technologyのシーリングファン。
ゆっくりとした回転速度にも関わらず、従来のファンと同様に空気を循環し、消費エネルギーを削減し、回転時のファンの音も最小に抑えることに成功した。（http://www.nature-sugoi.net/db/db_194.php）