はじめに
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このページについて
こちらは、クランチラボのビルドボックス第1弾、「ディスクランチャー」のメーカー解説動画を翻訳したものです。解説動画は、届いた商品の箱にあるQRコードから見れます。
YouTubeにも翻訳機能はありますが、あれだと翻訳ペースが遅く、マークさんの会話に追いついていないため、私の子どもに説明するために全文翻訳しました。
機械翻訳のため多少の誤りがあるかもしれませんが、これがあるのとないのでは原理の理解度が全然違うと思いますので、是非お子さんと一緒に読んでもらえると嬉しいです。
漢字について
このページでは、中学生くらいまでに習う漢字を使っているため、中高生であれば一人でも読めると思いますが、小学生だと少し読めない字もあると思います。
もし、「小学生向けに漢字を減らした翻訳文も欲しい！」という要望が3件以上集まったら、ビルドボックスの対象年齢に合わせて8歳（小学2年生）までに習う漢字に抑えたページも作ろうと思いますので、
そういったご要望があれば遠慮なくコメントをお願いします。
今回の学習テーマ
学習テーマ：フライホイール
サブテーマ：コアンダ効果
この下から書かれた内容が動画の翻訳文です。
【翻訳】ディスクランチャー
「人間がやっていることを、もっとうまくできるようにロボットを設計する」って、すごくワクワクしませんか？
僕はエンジニアリングが得意なので、それを使っていろんなことを「もっと上手く」してきました。例えば、ボーリングの球を正確に投げたり、ドミノをきれいに並べたり、アーケードゲームで高得点を出したり。
他にも、水切りを上手にしたり、アメフトのフィールドゴールを決めたり、ゴルフボールを遠くまで飛ばしたりするのも、エンジニアリングの力があればもっとうまくできるんです。
エンジニアリングを体験できる
自分でロボットを作って、何か特定のことがすごく得意になる感覚って、本当に最高なんです。
このクールな感覚を、できるだけ多くの人に体験してもらいたい。そう思って、僕は「CrunchLabs（クランチラボ）」というプロジェクトを始めました。
CrunchLabsのキットを使えば、誰もがエンジニアリングの面白さを自分の手で体験できるんです。
手作りマシンで科学の力を体験！
例えば、今回の「ディスクランチャー」。これはCrunchLabsで設計されたキットの一つです。
箱を開けて、自分のエンジニアリングスキルを駆使して、一からこのディスクランチャーを組み立てます。完成すれば、まるでスーパーパワーを手に入れたみたいに、ディスクをものすごい勢いで飛ばせるようになります。
ただ自分の手でフリスビーを投げるのとは、比べ物にならないくらいすごいんですよ。「え、どんなスーパーパワーかって？」いい質問ですね！
こうやるんです。見事、的に命中しました！こんな風に、CrunchLabsのキットは、ただのおもちゃじゃなくて、科学の力を実感できる体験を提供してくれるんです。
科学の力で解き明かす
CrunchLabsで毎月届く小さなロボットマシンを組み立てると、まるで映画の主人公みたいに、普通の人間にはできないようなスーパーパワーを手に入れた気分になれます。
でも、これは魔法なんかじゃありません。CrunchLabsのキットでは、毎回、自然界の法則や物理の原理を利用して、すごいことを可能にしているんです。
僕のYouTube動画では、クールな発明品を紹介しても、その仕組みについてあまり深く話さないこともあります。でも、CrunchLabsでは違います。
製品の「ボンネットの中」を覗き込み、カーテンを開けて、エンジニアリングと物理学の面白い秘密を解き明かしていきます。どうしてそんなことが可能なのか、その核心に迫るんです。
実在する遊び心満載の研究所
ちなみに、CrunchLabsというのは本当に存在する場所なんですよ！
僕たちがこれらのキットの箱をデザインしている場所で、そこにはテニスボールを発射するキャノン砲があったり、世界一長いホットウィールのコースがあったり、スポンジのプールがあったり、他にもたくさんのクールな発明品で溢れています。
そして毎月、郵送で届くCrunchLabsの箱を開けるとき、もし「プラチナチケット」が入っていたらラッキー！そのチケットを手に入れた君と君の家族は、僕と僕のチームがいるCrunchLabsに遊びに来て、一日一緒にクールなものを作ることができるんです。
エンジニアリングと科学への情熱
僕がこうしてエンジニアリングや科学の楽しさを伝えたいのは、僕自身がこれらの分野からたくさんの喜びや驚きをもらってきたからです。この素晴らしい体験を、他の人たちにもぜひ味わってほしいんです。
実験で解き明かす！物理の謎
さて、これから皆さんに、ある「秘密の質問」に挑戦してもらいます。
この紙の下に隠されているんですが、ちょっと難しい質問かもしれません。でも大丈夫。これから約10分間、このテーブルの上にあるいろんな物を使って説明します。そうすれば、この難しい質問の答えも、きっと完全に理解できるようになるはずです。
もし質問を見て「さっぱり分からない！」と思っても、心配しないでください。僕がこれから、まるで魔法みたいに、でも魔法じゃない方法で、僕の脳から君の脳へ、大切な情報をワイヤレスで転送してみせますから。
それは、君が見ているその画面を通して、まっすぐにね。繰り返しますが、これは魔法じゃありません。魔法よりもっとクールな「科学」なんです。
速いのはどっち？
さあ、質問の準備をしましょう。ここに坂道があります。
そして、ここに2つのディスクがあります。重さは同じ。直径も同じです。唯一の違いは、一つは中身が詰まった木製の円盤で、もう一つは中が空洞の金属製の円盤だということです。
では、問題です。この2つの円盤のうち、どちらが先に坂道の底に到達するでしょうか？言い換えると、この2つの円盤を坂の上に同時に置いて手を離したら…
中が空洞の金属製の円盤が先に底に着く？
中身が詰まった木製の円盤が先に底に着く？
それとも、同時に底に着く？
実はこれ、僕がNASAの採用面接を受けた時に聞かれた質問なんです。もし君がこの答えを知っていたら、君はもう宇宙飛行士みたいなものだね！
ただ手を離して答えを見せるだけじゃつまらないので、もう少し実験をしながら、答えの理由を一緒に考えていきましょう。
「慣性」ってなんだろう？
最初のヒントとして、ここに2つの重りがあります。一つは2ポンド（約0.9kg）、もう一つは25ポンド（約11.3kg）です。どちらが動かしやすいでしょうか？明らかに、2ポンドの重りの方が簡単に持ち上げられますね。
物体が、動かされることに抵抗する力のことを「慣性」と呼びます。
基本的に、質量が大きいほど、つまり重いほど、慣性も大きくなります。この25ポンドの重りには、2ポンドの重りよりもたくさんの原子が詰まっています。だから、25ポンドの重りの方が動かすのが難しいんです。
財布の重さはどう確かめる？
実はこの慣性の考え方は、皆さんも直感的に理解しているはずです。例えば、僕が君に2つの財布を渡して、「手をこうやって出して。どっちが重いと思う？」と聞いたら、君は無意識に何をするでしょうか？
多くの人は、財布を少し上下に動かしてみるはずです。
こうやって財布を動かすのは、重い物体ほどその動きに抵抗することを知っているからです。つまり、動かしにくい方が重い。と感じるわけです。財布がただ静止しているだけでは、どちらが重いか判断するのは難しいですよね。
さて、この「慣性」の話は、最初の円盤の質問に答えるヒントになるでしょうか？うーん、円盤は同じ重さでしたから、これだけでは直接の答えにはならなさそうですね。でも、実はこれが重要な手がかりになるんです。
その理由は今からお見せします。
回しやすさは●●で変わる？
ここに2本の棒があります。それぞれの棒にはリンゴが2つずつ付いています。使っている材料は同じ、棒1本とリンゴ2つです。この棒をただ平行に動かそうとすると…どちらの棒も同じように動きに抵抗します。同じ慣性、同じ質量だからです。
では次に、この棒を回転させてみましょう。まずこちらリンゴが棒の両端に近い位置にある方をできるだけ速く回転させてみます。次に、もう一方のリンゴが棒の中央に近い位置にある方を同じように速く回転させてみます。
おや？リンゴが中央に近い方は、もう一方の棒よりもずっと速く回転させられますね？これはどうしてでしょう？
実は、これも理にかなっているんです。リンゴが棒の端にある場合、一回転する間にリンゴが移動する距離はかなり長くなります。一方で、リンゴが棒の中央に近い場合、一回転する間にリンゴが移動する距離は短くなります。
重いものをより遠くまで動かすには、より多くのエネルギーが必要になります。それは、先ほどの重りを持ち上げるのと同じです。
重りを低い位置から高い位置まで持ち上げる方が、低い位置からすぐそこの位置まで持ち上げるよりも多くのエネルギーが必要ですよね。
実験結果発表！
このことから何が分かるかというと、回転運動の場合、質量の「位置」が重要になるということです。回転の中心から質量が遠くにあればあるほど、それを動かすのは難しくなります。なぜなら、その質量をより長い距離動かさなければならないからです。
さて、最初の質問に戻りましょう。坂道を転がる2つの円盤です。
あなたが重力になったつもりで考えてみてください。重力は「よし、この2つの円盤を坂の底まで転がさないと」と思っています。
中身が詰まった木製の円盤は、リンゴ（質量）が中心から端まで均等に分布しています。一方で、中が空洞の金属製の円盤は、リンゴがすべて端っこに集まっています。
さあ、どちらの円盤が回転しやすく、したがって先に坂の底に到達するでしょうか？答えを考えてみてください… 3、2、1…ドン！ほぼ同時…ではなく、中身が詰まった木製の円盤の勝ちです！
なぜか分かりましたか？
中が空洞の金属製の円盤は、全てのリンゴが端にあったため、回転させるのにより多くのエネルギーが必要で、結果として坂の底に到達するのが遅くなったのです。もしこれが分かったなら、君はもうNASAで働けますよ！
この原理を理解すると、フィギュアスケートの選手が腕を広げると回転が遅くなり、腕を縮めると速くなる理由も分かりますよね。
実は、太ったリスや僕の庭のリスたちもこの原理を知っています。彼らは空中で素早く回転するために腕を伸ばしたり縮めたりして、いつも足から着地できるようにしているんです。
ピノウッドダービーの必勝法？！
この知識は、例えばピノウッドダービー（木製の手作りミニカーレース）のようなものにも役立ちます。
数年前にこのテーマで動画を作ったことがあるんですが、この情報を使えば、君のミニカーを間違いなく速くする方法が2つあります。もちろん、ルール違反にならない範囲でね！
ホイールの軽量化（特に外側）
普通のホイールの平らな部分を削って、このようにディスク状にします。なぜこれが効果的なのか？断面図を見てみましょう。
元のホイールには端に出っ張りがありますよね。この出っ張りは、回転させるのに余計なリンゴ（質量）があるのと同じです。この部分を削り取ることで、ホイールがより速く回転し始め、車を動かすのにより少ないエネルギーで済むようになります。
ホイールを1つ減らす
思い切ってホイールを1つ取ってしまうのも手です。車は3つのホイールでも十分に安定します。ホイールを1つ減らすということは、回転させる部品が1つ減るということであり、その分、車を前進させるためのエネルギーを節約できるのです。
面白いですよね？一つの原理を学ぶと、いろんなことに応用できるんです。だから、たくさんの事実をただ暗記するよりも、一つの原理をしっかり理解する方がずっと良いんですよ。
フライホイール効果
さて、ここで一つ白状しなければならないことがあります。実は、さっきの円盤の実験には、もう一つ面白いポイントが隠されているんです。そしてそれは、このディスクランチャーにも利用されている原理です。
中身が詰まった木製の円盤の方が先に坂の底に着くことは分かりました。では、坂の底に着いた後、どちらの円盤が床の上をより遠くまで転がるでしょうか？試してみましょう！結果は、空洞の円盤の方が長く転がりましたね。
面白いですね！中が空洞の金属製の円盤は、坂の底に着くのは遅かったですが、その後、床の上をより遠くまで転がりました。
これは、リンゴ（質量）をすべて端に配置すると、まるで「力のバッテリー」のようになるからです。エネルギーを蓄えるのには時間がかかりますが、一度蓄えたエネルギーをゆっくりと時間をかけて放出するのです。
そして、この特性を有利に使える状況があります。エンジニアリングの世界では、これを「フライホイール」と呼びます。
身近にあるフライホイールの技術
フライホイールは、実生活のどんなところで見られるでしょうか？いくつか例を挙げましょう。
おもちゃの車：
このおもちゃの車みたいに、ぜんまいを巻くと、フライホイールが機械的なエネルギーを蓄え始めます。それはまるで棒に付いたリンゴ（質量）が回転しているようなものです。
ホットウィールのランチャー：
こちらのホットウィールのランチャーには、フライホイールが2つも使われています。
野球のピッチングマシン：
ピッチングマシンもフライホイールを使ってボールを投げています。
エンジン：
多くのエンジンにもフライホイールが搭載されています。これは友人のブルースが作った手作りのエンジンですが、フライホイールが勢いをつけて、エンジンがスムーズに動き続けるのを助けているのが分かります。
もしフライホイールを取り除くと、ピストンが上死点を越えるところで何度も止まってしまいます。次のピストンストロークまで動かすための「何か」がないからです。
カードマシンガン：
僕が作ったトランプを連射するマシンガンをよく見ると、ここにもフライホイールが使われているのが分かります。
ディスクランチャーにも搭載！
そして、このディスクランチャーです。この青い円盤の部分がフライホイールになっています。
スイッチを入れると、回転が始まるまでに少し時間がかかります。それは、先ほどの円盤が坂を下りてくるのと同じです。でも、その間にモーターからの機械的なエネルギーをどんどん蓄えているんです。
だから、ディスクをランチャーに入れると、蓄えられたエネルギーの一部をフリスビーに簡単に伝えることができ、ものすごい勢いで遠くまで飛ばすことができるのです。
フライホイールがないバージョンと比べてみましょう。こちらは指で簡単に止められてしまいます。蓄えられたエネルギーがあまりないからです。
実際に両方のスイッチを同時に切ってみると、フライホイールがある方はしばらく回転し続けますが、ない方はすぐに止まってしまいます。
このディスクランチャーのフライホイールは、まさにあの中空の金属製ディスクと同じです。回転し始めるのは遅いけれど、一度回転すれば、そのエネルギーをディスクに伝えて遠くまで飛ばすことができるのです。
毎月届くお楽しみ！ギアバッジ
CrunchLabsでは、毎月、その月のキットに関連した「ギアバッジ」がもらえます。
今月のギアバッジはもちろん「フライホイール」です！毎月異なるエンジニアリングの原理がデザインされたギアバッジを集めていくと、12ヶ月後には、こんなにかっこいいギアトレインが完成します。
そしてその時には、僕のサインが入った特別なパーツで、このギアトレインを完成させることができるんですよ。
フリスビーはなぜ飛ぶの？
さて、普段なら、ギアバッジも手に入れたし、新しいエンジニアリングの原理も学んだし、科学パートはこれでおしまい…となるところですが、今回はフリスビーです！
フリスビーの飛び方には、ものすごく面白い物理学が隠されていて、それがまた魅力的なんです。なので、これはボーナスとしてお話しちゃいます。
フリスビーにある2つの秘密
例えば、なぜこのフリスビーはこんなにうまく飛ぶのに、ただ平らな板だと、形は似ているのに全然飛ばないんでしょうか実は、フリスビーがうまく飛ぶのには、主に2つの理由があります。
迎え角（むかえかく）：
フリスビーは、進行方向に対して少し上向きの角度（迎え角）で飛んでいます。
前に進むとき、フリスビーは空気中にある静止した空気の分子にぶつかります。すると、空気の分子がフリスビーを上に押し上げるように作用するのです。
車の窓から手を出したことがある人なら、この感覚を知っていますよね。手のひらを少し上に傾けると、空気が手を押し上げてくるのを感じるはずです。
コアンダ効果：
フリスビーの縁がいつも丸くカーブしているのに気づきましたか？
空気がこのカーブした上面を通過するとき、フリスビーはその空気を掴んで下に押し出すような動きをします。それはまるで、カーブしたスプーンを水の流れに当てると、水の流れの方向が変わるのに似ています。
そのカーブが空気の流れを変え、フリスビー自身を上に持ち上げる力、揚力（ようりょく）を生み出しているのです。
「でも、それは水の話で、空気とは違うんじゃない？」と思うかもしれませんね。そこで、簡易的な風洞実験装置を用意しました。
このフリスビーの前に白い糸を何本かテープで貼り付けてあります。このフリスビーに真上から空気を吹きかけるとどうなるでしょう？もし「コアンダ効果」がなければ、糸は空気と一緒にまっすぐ下に流れるはずです。
でも、見ていてください。糸はフリスビーの表面に沿ってカーブしました！まるで水と同じように。これがなぜ重要かというと、フリスビーは周囲の空気を下に曲げている、ということです。
これはまるで、フリスビーがジェットパックを背負っているようなものです。ジェットパックは、大量の空気を下に噴射することで、その反作用で自分自身を空中に押し上げますよね？
フリスビーも、コアンダ効果を使って、自分自身を「ジェットパック」のようにして浮き上がらせているんです。これって、すごくクールじゃないですか？
作った後はもっと楽しい！
さて、毎回の組み立てキットには、僕が「エンジニアリング・ハッスル」と呼んでいるお楽しみがあります。これは、君が作ったもので、誰かとちょっとした競争をするチャンスです。
僕の動画で、姪っ子や甥っ子と石投げ競争をしたり、世界一のフィールドゴールキッカーと対決したりするのを見たことがあるかもしれません。そしてもちろん、最後には僕が作ったロボットが登場して、圧倒的な力を見せつける、というわけです。
大事なのは、相手が挑戦を受けてくれるまで、秘密兵器（君が作ったロボットやマシン）は見せないこと！
今回のディスクランチャーなら、兄弟姉妹や、もしかしたらお父さんお母さんに、「どっちがミニフリスビーを正確に的に当てられるか競争しよう！」と持ちかけてみるのはどうでしょう？もしかしたら、デザートを賭けてもいいかもしれませんね。
相手に先にやってもらって、派手に失敗させましょう（笑）。そして、君の番が来たら、満を持してこのディスクランチャーを取り出し、競争相手を打ち負かすのです！
プロトタイプ2.0のすすめ
最後に、僕が「プロトタイプ2.0」と呼んでいるものについて説明したいと思います。
CrunchLabsのアイデアは、まずキットを手に入れて組み立てて、1日か2日、思いっきり楽しむことです。でも、次のキットの箱が届くまでには、まだ28日も時間がありますよね？
その間に、ここで学んだことを活かして、君が作ったものをさらに次のレベルへと進化させてほしいんです。
言い換えれば、最初に組み立てたものは、まだ「最初のプロトタイプ」にすぎません。エンジニアリングというのは、何度も試行錯誤を繰り返すプロセスなんです。
経験豊富なエンジニアでさえ犯しがちな最大の過ちは、最初から完璧なものを一発で作ろうとすることです。実際には、たくさんのステップが必要なんです。
このディスクランチャーだって、最終的な形になるまでに、僕たちはいろんなバージョンの試作品を作って試行錯誤を繰り返しました。僕が一番嬉しいフィードバックは、あるお母さんからもらったこんなツイートのようなものです。
「うちの8歳の息子がマーク・ローバーの動画を1本見たら、突然アイデアが溢れ出てきたみたい。『家用の天気予報ロボットが欲しい！』『自動魚エサやり機を作りたい！』そして、自分だけのリス用障害物コースを作るんだって張り切ってるの。」
さあ、君ならこのディスクランチャーの設計をどうやって、もっともっとクールにできるでしょうか？
もしかしたら、動く的を作って、それを狙うようにする？あるいは、手作りの的入れゲームみたいな新しいゲームを考える？もしかしたら、飛んできたディスクをキャッチする面白い仕掛けを作るのもいいかもしれません。
君の最高の「プロトタイプ2.0」のアイデアを、ぜひSNSで僕にシェアしてください。リンクを送ってくれれば、もしかしたら僕のチャンネルで紹介するかもしれませんよ！
エンジニアリングの世界へ！
さて、これで今月のミッションは完了です！君は今月のギアバッジを獲得しました。さあ、あとは自分でロボットマシンを組み立てて、超人的なパワーを手に入れるだけです。
また来月、ここCrunchLabsでお会いしましょう！
もしこの動画を見ていて、まだCrunchLabsの組み立てキットを注文していないなら、何をためらっているんですか？ぜひ保護者の方と一緒にcrunchlabs.comにアクセスして、詳しい情報を見てみてください。
どういう仕組みになっているのか、もっとよく分かりますよ。
ご視聴ありがとうございました！
おわりに
組み立てパート以外の全文翻訳はいかがでしたでしょうか。
もしここで書いた内容が、今回の組み立てキットに使われている原理を理解するのに少しでも役に立ったようなら嬉しいです！！
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【コンプ図鑑】クランチラボ図鑑
https://completezukan.jp/CrunchLabs/
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