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磁力浮遊コマ

2012年07月20日 | 地震予知器


 マグネット式地震予知器を作る過程で、磁石の面白さにはまってしまったことは以前に書きました。今回、かねて試してみたいと思っていた磁力で浮遊するコマに挑戦。地震予知器と直接関係ありません。番外編。



 10年ほど前、U-CASという名前で商品化され、試した方も多いと思います。今は、「UFOゴマ」と名前は変わっていますが、ほぼ同じものです。レビトロンというもっと洗練された外国製?も以前からあるようで、「浮遊実験」とか「磁力浮遊」などで検索すると、YouTubeの興味深い動画がたくさんヒットします。






 さて、この浮遊コマ、原理は「地震予知器その6」に記したリング磁石の特性を利用しています。リング中心部は吸着する力が働きますが、その上部の一カ所に反発する磁力が生まれます。このスポットに回転するコマをうまく納めると、落ちることなく宙に浮かぶというわけです。回転が止まれば、落下します(アーンショーの定理)。

 箱を開けると、マグネットで出来ているベース盤、同じくマグネットのコマ、おもり各種、プラスチック板、ベース盤の傾きを調整するクサビ2個、説明書が入っていました。ベース盤には強力なリング磁石がはめ込まれているのだと思います。説明にもテレビや精密機器に近づけないように注意書きがありました。

 まず水平な机の上にベース盤を置いてプラスチック板を乗せ、その中心でコマを回す。と、簡単に説明されているのですが・・・。回りません。回そうにもベース盤に吸い寄せられてバランスを崩してしまいます。勢いをつけて回そうものなら、今度は反発力が働いてあらぬところに飛んでいく、そんなことの繰り返し。空中に浮かすどころか、回すことすらできないのです。
 
 たぶん100回以上、そんな失敗を繰り返して、いい加減、あきらめかけた頃に、やっと回ってくれました。今も3回に1回くらいしか成功しません。手首を使わずに、親指と小指のみで素早くコマの軸を回すのがコツのようです。


ベース盤の上でコマを回す


 この状態で、プラスチック板を少し持ち上げると、スーッとコマの回転が安定するポイントがあります。その真上が浮遊スポットのはずですが、あっという間に、コマはバランスを失って飛んでいってしまいます。

 そこで、コマの重さの調整です。
 付属のおもりは、
 金属リング3g、1g 各2個
 プラスチックリング0.6g、0.3g、0.1g 各2個 

 合計10個のおもりを試しながら、最終的な調整は0.1g単位ということになります。重い方が安定して回転するのでは?と考え、金属リング4枚すべてを取り付けたところ、まったく浮上しません。次に、軽い方からプラスチックリング3枚1.5gで試したところ、浮上ポイントでふわっと浮く感じがありました。プラスチック板を外すというよりも、勝手にコマが浮き上がる感触。この時点で、やっと成功しそうな予感が出てきました。その後、何度かおもりを微調整し、1.8gにしたところ、ついに浮上しました!数秒間の完全浮遊。

 最終的に、プラスチックおもりすべてを使い(2g)、かつ、ベース盤の傾きをクサビで微妙に調整して、浮遊時間90秒まで伸ばすことができました。何の支えもなく、空中にふわりと回転しながら浮かぶコマ。磁力と重力の絶妙なバランス。実に不思議な光景です。




 磁力は刻々と様々な影響を受けて変化します。地震予知機は、地下の岩盤破壊に起因した磁界の変化を利用した装置です。浮遊コマの場合は、逆にそういう影響を受けない方がよいわけですが、そうはいきません。たとえば、木造家屋と鉄筋マンションでは浮遊する条件は異なるようです。また夕方にうまく浮いたとしても、翌朝も浮くとは限りません。温度や湿度による変化もあるようです。一度調整したからといって、それで良しとはいかないのです。磁力による絶妙な安定と共に、その変化を考えさせてくれるなかなか奥深い装置(玩具)と言えます。


〈浮遊時間を伸ばすいくつかの方法〉
 回転していることが浮遊の絶対条件です。浮遊物がコマである理由はそこにあります。コマは空中で回っているので、抵抗が少ない分、床で回すよりも長く回るはずです。回転が遅くなる要因は空気抵抗や磁力そのものと思われます。真空状態にすると数時間、浮遊し続けるとの報告を見つけました。研究室レベルの話しで、素人には難しいです。電磁波を与える方法というのも見つけました。具体的にどうするのかは不明ですが、自分としては、コイルを作製してコマを空中モーターにしてしまう、という方法を思い浮かべました。そんなことが可能なのかどうか、そのうち実験してみたいと思います。





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VX-3 その2

2012年07月15日 | 移動運用装備


 先週、1エリア出張の際に、あらためて使ってみました。VX-3。本体と予備バッテリー2個で180gほど。軽くなった分、スイスクワッドを持ち込んでみました。いつもはザックにポロッと入れて山で使っているのですが、今回は出張カバンへ。エレメントの隙間に着替えなどを押し込んで何とか納まりました。これにコンパクトカメラ用の小さな三脚、1mの変換コネクターケーブル。しめて約500g。




 いつもの千代田区の定宿で、さっそく窓際に設営。指向性アンテナといっても回すことはできないので、窓に沿ってスライドさせるだけです。ワッチしてみると、コンテスト真っ最中で、空きがありません。それどころか、同じ周波数に数局がCQを出している状態。さすが1エリア、混み具合が半端でありません。何局かに応答して聞いてみたところ、6mダウンコンテストだそうで、すっかり失念しておりました。良い機会なので、聞こえている局に0.1Wで応答したところ、ほとんど59で取っていただきました。コンテスト相場であることを考慮しても、特にパワー不足は感じませんでした。

 さて、コンテストだからと言って、普通にCQを出していけないということもないはず。メインから離れた周波数で遠慮しつつ声を出したところ、応答あり。でも、こちらがコンテスト参加局でないことを告げると、すぐに終了。やはり皆さん、お稼ぎのようです。




 その後、コンテスト参加でない局とローパワーの実験を兼ねてロングにQSOいただきました。川崎市宮前区と0.1Wで51、1Wで56。翌日は静岡県田方郡函南町と1Wで59。スイスクワッドの効果があったかどうかは何とも言えません。試しに、三脚を手に持って、強く入感するところを探してみると、かなりの変化があります。窓際をスライドさせるだけでは、このアンテナの性能は引き出せませんね。

 受信の方は、高音が効いているためか、すっきりした音質自体は聴きやすく、室内では音量をさほど上げなくとも聞き取れます。ただ、前回同様、バックノイズが気になりました。了解すれすれの信号の場合は、高音ノイズに埋もれてしまいます。AMラジオは、都内のど真ん中、18階という高さにもかかわらず、相変わらずNHKが聞こえません。800KHz付近の正体不明な放送が強く入感していました。仙台の自宅では、NHK第一、第二、東北放送が問題なく聞こえいるので壊れているわけではないはずですが・・・??




 このハンディ機を使っていて思うのは、VR-160などの専用レシーバーが他にあるのだから、広帯域受信機能は付けなくてよいのでは?そのためのメモリーとかスキャンなどの機能も自分にとっては煩わしいだけです。多機能の結果、基本性能と操作性が犠牲になるのは世の常で、送信は特に不満はありませんが、受信は中途半端な印象を受けます。

 とはいえ、超小型、超軽量は魅力的で、これまで軽いと思っていたDJ-S57が逆に重く感じるようになりました。たとえて言えば、勢いで一眼デジカメを買って、初めのうちは楽しく使うものの、だんだん重さがこたえて、結局小さなコンデジに逆戻りという話をよく聞きます。この軽さを知ってしまうと、自分もそうなりそうな予感です。主流となっている5Wハンディ機ばかりでなく、リチウム電池1セルの3.7V機も改良を重ねてほしいですね。その際、小さい筐体になんでも詰め込む発想は改めてもよいのでは?



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ハンディ機 VX-3

2012年07月01日 | 移動運用装備


 出張の際、これまではハンディ機(DJ-S57)、予備バッテリー、外部アンテナ一式に加え、万が一の大地震に備えて小型の携帯ラジオも持ち歩いていたので、それなりの重さになってしまいます。

 先々月、仕事の合間に寄った秋葉原でVX-3を衝動買いしてしまいました。小さいのは分かっていたのですが、実物を触ってみると、予想以上に軽く、これらなら持ち歩いてもどんなに楽かと。しかもラジオ兼用。


DJ-S57と比べ大きさ、重さとも半分以下


 重さ130g。ハンディ機自体も小さいですが、それを可能としているのはなんといってもバッテリーですね。その軽さには驚きました。電圧3.7V。付属のリチウムバッテリーで1.0W出力(145MHzは1.5W)。容量1000mAh。3.7Vタイプのハンディ機は、他にアイコムのIC-P7とアルインコのDJ-S12(42)など数種類あり、どれも同様の出力となっています。これまでも0.5W~2W程度で運用することが多かったことを考えると、十分実用になるのでは? あとは、この小ささでどの程度の受信性能が望めるのか?ですね。


 さっそく、先週、1エリアのホテル運用で使ってみました。定宿としている千代田区のホテル21階。今回は、DJ-S57も持参し受信性能比較を兼ねての運用。



 その結果。 アマチュアバンドの受信に関して、次のような感触を得ました。
 評価できる点
 1)音質はこもりがなく、明瞭度が高い。
 2)音量も、室内で運用するには十分。
 3)430MHzで約3時間運用(終わりの1時間弱は0.1W)でき、バッテリー持ちは良い。
 4)本体は温かくなる程度で、熱くはならない。

 評価できない点
 1)430、145ともに「ザー」というバックノイズが高め。
 2)そのためにS/Nが良くない。
 3)受信感度そのものもDJ-S57に比べて劣る(430、145とも)。
 4)DJ-S57ではアンテナの位置をさほど動かさなくとも聞こえるが、
   VX-3は強く入る位置を慎重に探さないと聞こえないケースがあった。

 ということで、DJ-S57で了解できる信号が、VX-3では信号が弱く、かつノイズに消されて了解できないケースがみられました。DJ-S57はS/Nが良く、変調が浮き上がってきます。55程度の強い信号では、VX-3でまったく問題なく、ノイズも気になりません。この小さな筐体に広帯域受信とかラジオとか目いっぱい詰め込んでいる分、アマチュアバンドの回路もシンプルな構成になっているのかもしれません。


 送信に関しては、1Wで群馬県野郡神流町から55、都内および埼玉、千葉各局から59。つくば市移動局と0.1Wで51のレポートをいただきました。アンテナはRH-770をマグネット基台に取り付け、細い同軸ケーブルでハンディ機につなぐ、いつものスタイルです。聞こえている局とは0.1Wでも交信できました。高さが確保できれば、送信に関しては、これで十分なような気がします。


<ラジオ>
 AM放送の受信が良くないと聞いていましたが、その通りでした。ホテル21階でもまともに受信できるのは1局のみでした。954KHz、たぶんNHK。55程度。FM放送は良く聞こえます。アンテナを外した状態でも59でした。災害時はFMしか役に立たないかもしれません。仙台の自宅では、NHK第一、第二は59、東北放送は57程度で、実用に問題ありません。山ではどうか、次回試してみます。


NHK第一 59フルスケール 仙台の自宅室内にて


<特小無線受信>
 購入してからわかったのですが、VX-3には、あらかじめ特定小電力無線の周波数が登録されていて、簡単に受信できるようになっています。これは便利。次の特小実験では、VX-3にスイスクワッドでもつないで、受信実験してみたいと思います。

<バッテリー>
 まだ1回の運用ではありますが、バッテリーの持ちは悪くない印象です。しかも汎用のNP-60なので簡単に手に入ります。自分もアマゾンで2個購入しました。ついでに充電器も。それで1800円程。予備バッテリーの重さは1個当たりわずか20g。安い、軽い、持ちが良い。このハンディ機の最大の利点と言えるかもしれません。これなら、NP-60を2個直列にして、5Wハンディ機の軽量化に応用できるのでは?


予備バッテリーと充電器 



 そんなわけで、これからは出張ご用達ということで、ホテル運用はこれ1台にしたいと思います。防水が施されていないので山での使用は限られますが、0.1WQRP運用や特小実験のお伴、そしてラジオにと、これから楽しみです。



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