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ガウス加速器 高槻 大貴 要約 ガウス加速器とは，磁石を使った加速装置の一種である。磁石をあいだにはさみ，鉄球を一列に2 つ以上ならべて反対 側から鉄球を衝突させると，反対側の鉄球が磁力によって加速して飛びだすという装置である。私は，その装置を見て， どのような原理で加速されているのか，どのようにしたらもっと加速されるのかを考え，調べてみたいと思ったので，本 研究を行った。そのために，実際にガウス加速器を作り，各条件を設定し，速くなったときの条件を調べた。条件とは， 「加速装置を増やしてみる」「鉄球の初速度を速くしてみる」「固定している鉄球を増やしてみる」の3 つの条件だ。実験 の結果，これらの条件を加えることで鉄球をより速くすることに成功し，さらに，速くなった条件を組み合わせることで， １つの条件を加えたものよりも，より速い加速器を作ることにも成功した。だが，さらに速くすることはできないかと考 え，考察を行った。追加の実験として，ガウス加速器を使って鉄球の斜方投射実験を行い，一番遠くへ飛ぶ角度は何度な のかも確認した。 １．序論 ※運動量保存の法則 物理に関わる本を読んでいたときに, このガウス加 ?球A が球B に衝突したとき，球B に球A の運動量 速器の装置を見て,興味を持ったことが今回のテーマ が加わり,球B が動き出す。 に出会ったきっかけである。 静止 本研究の目的は，上記の 3 つの条件の中で速くな る条件を調べることと,射方投射をさせ一番遠くまで 飛ぶ角度を求めることである。 本研究では，最初にガウス加速器の原理を調べ， 上記の 3 つの条件を用いて実験して，さらにはその 静止 速くなった条件を組み合わせることで一番速く発射 する装置を作った。その後,ガウス加速器を用いて射 方投射の実験を行うことで,一番遠くへ飛ぶ角度を測 図２．運動量保存の法則 った。 ただし，このとき衝突の前と後でA，B それぞれが ２．本論 もっている運動量（質量×速度）の合計は，一定に （１）ガウス加速器の原理 保たれる。 磁石に衝突させる球は,衝突直前に磁石によってひ （２）実験 きつけられ加速して衝突する。そして，運動量保存 以下の材料を用いて，要約で述べた３つの条件を の法則によって，加速された速さで反対側の鉄球が 変えながら，実験を行った。また，速くなる条件を 飛び出す。 組み合わせて，最も速い条件を探った。 ＜実験材料＞ 図１．ガウス加速器の原理 鉄球×13 個 条件①：装置を増やす 条件②：初速度を変える 条件③：固定した鉄球の数を増やす ネオジウム磁石×3 個 レール 図４．変化させた３つの条件 速度計測器 ＜予想される結果＞ 条件①???初めのガウス加速器によって速くなっ