# 東京サイエンスフェア
**テーマ：鉄道の車輪がカーブで曲がる運動理論について**

## 研究の目的
電車の車輪には自己操舵機能というものが備わっている。
1. 自己操舵機能が働く条件に付いて詳しく調べる。
1. 実際に実験したときと，PC上で物理演算したときの差を調べる．

## 実験A
* **実験方法**
段ボールを用いて、以下のような実験道具（模型）を作成した。（下図の写真参照）
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* 坂を転がすことで動力を与えた。
* 以下の５つの条件を変えて実験した。（n=20)
* 初速度･･･坂の転がす位置によって変更
* 踏面の傾き･･･15°,30°,45°のそれぞれについて車輪を作成。
* 車輪の幅･･･三段階で調整
* カントの傾き･･･カーブ部分の土台ごと傾けた。最初と最後の直線部分とカーブの間に可動式のレールを付けて高さの変化に対応。
* 摩擦･･･車輪とレールに布テープを巻くことにより摩擦を大きくした。

* **検証**
踏面の傾きと累計の成功回数のグラフ（摩擦の大小で色分け）
> 
カントの傾きと累計の成功回数のグラフ（摩擦の大小で色分け）
>

* **結果**

・初速度は遅いほうが成功回数が多い
・車輪の幅は軌間に対して比較的短いほうが成功回数が多い
・踏面の傾きは45°のときに成功回数が多い（摩擦が小さいときのみ）
・カントの傾きは弱いときに成功回数がやや多い。
* **考察**

(A) 踏面の傾きが15°なら摩擦が大きいほうが、
踏面の傾きが45°なら摩擦が小さいときのほうが多く成功していることについて。
→摩擦が大きいほうが自己操舵機能が高まる。(45°のときは自己操舵機能が非常に強く働いて曲がりすぎてしまうのでは)

(B) カントの傾きと蛇行動（後述）の関係について。
蛇行動･･･車輪が左右に動く運動
カントの傾きと累計の蛇行動回数のグラフ（摩擦の大小で色分け）
→カントは蛇行動を減少させるのではないか。また、カントの傾きが大きいと摩擦が車輪に及ぼす影響が減るのではないか。

| x座標 | y座標 | 動摩擦 |
|:--:|:--:|:--:|
| 339.48 | 165 | 0.05 |
| 430.29 | 193 | 0.4 |
| 521.1 | 221 | 0.8 |

**z座標**
[1460,1470,1480]
**y回転**
[75,82.5,90,97.5,105]

## 実験B
* **実験方法**

実物と同じ模型をコンピュータ上で作成し、
物理演算ソフトUnityを用いてシミュレーションをした。
それぞれの条件に対して、初期の輪軸の角度を少しずつ5通り変え、成功回数を調べた。

* **結果**
ああああああああ

* **考察**
あああああ

## 今後の展望
・正確性を上げるため、プラスチック段ボール製の実験装置を作る。
・二軸四輪モーター駆動の車輪の運動を調べる。

## 実験C
* **目的**
○○ため

* **仮説**
ああああああああああ

* **検証**
あああああああああ

* **結果**
ああああああああ

* **考察**
ああああ

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会話の記録　2022-10-30_23-00-44
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oyasumiおやすみちょっとまって？

現在のスライド
がんばります．
ありがとう！たくさん書いてくれて
あと，Unityなんだけど，こっちにデータもらおうかな...
理由：僕の家のPCで実験すれば，いいのでは？（理由になってない）
家でぼくがコードを書けばいいんでしょ？
モデリングって３どうなってる？
カントも？
Unityに取り込んである？
おおそうだったのか
初期値？
なるほど！
データを明日見ながら，初期位置考えよう！学校で！
データはいま転送できる？
Google Drive とか使ってほしいんだけど，
もう寝る？
Unityは，フォルダの中にいろいろ
ソースコードとか
画像ファイルとか入っているの．
そのままじゃ送れないんだけど，
zipとかにあっしゅくすれば簡単に共通できるはず
realizeという名のやつが車輪班のドキュメントにあがったはずおお？
Teams でもいいよ！
バージョンがひとつ前それ教えて
2021.3.6.f1
3.2.0以上の情報はどこにあるのか？あったかも
ぼくのには，2020.3.30f1が入ってる．
「インストール」タブに書いてある．
もっとこまかく
Unity Hubを開いて，
プロジェクトのリストがあるでしょ？
三点リーダーをクリックすると，たしか「エクスプローラーで表示」みたいなボタンがあったはず

driveはわからん
teams
金曜日に終わった。カントも全部、あと初期位置を考えればよし
確かにじゃ了解ｚｚｚ

ぼくのには，2020.3.30f1が入ってる．
「インストール」タブに書いてある．


今回は無理だろうが（調べたらがっつりC#書かないといけないらしい）重心とかも変えてみたい