ヨーヨーは何故、落ちても戻ってくるの？
こんにちは！なぎです！
皆さんヨーヨーをした経験はありますか？
落下したと思ったら、手に戻ってくるヨーヨー…
「何故ヨーヨーは手元に戻ってくるのだろう？」と不思議に思ったことはありませんか？
今日は、そんなヨーヨーの不思議を解き明かしていきましょう。
①重力による落下
初め、ヨーヨーの紐は軸に巻き付けられています。紐先の輪を指にはめているので、手を離すと重力によりヨーヨーが引き下げられ、回転を始めます。
(ヨーヨーが回転できなければ落ちません。)
②「位置エネルギー」➡「回転のエネルギー」
落下速度（v=gt）の時間経過による増加に伴い、ヨーヨーの回転速度（ω＝v/r）も次第に増加し、底で最大になります。このとき、回転するヨーヨーには、元々もっていた位置エネルギー（mgh）量に由来する回転の運動エネルギー（K＝(Ｉω^2)/2）があります。
③底で摩擦によるエネルギー損失を受けながら回転
軸に対する紐の結びが緩いため、ヨーヨーは底についてからも回転できます。紐がほどけきるとヨーヨーはそれ以上落ちることはできず、回転速度をさらに上げることはできません。この状態をキープすると、軸の紐との摩擦により回転の運動エネルギーが失われていきます。(⊿K＝ーμｍg⊿x)
④瞬発的な摩擦による回転の停止で「回転のエネルギー」➡「位置エネルギー」
紐を瞬間的に引っ張ると、ヨーヨーの紐の軸との摩擦が一時的に増加し、軸が紐に対して空すべりしなくなります。行き場を失ったヨーヨーの回転運動エネルギーは、紐を軸に巻き付けるのには十分です。こうして、ヨーヨーが紐を登ります。
⑤「回転のエネルギー」→「位置エネルギー」
ヨーヨーが紐を登り続けると、回転のエネルギーは、位置エネルギーに変換されます。②の逆現象です。
⑥ ①～⑤の繰り返しサイクル
このサイクルを繰り返していると、ヨーヨーが下に寄ってきます。もちろん、各サイクルで少し上向きに投げ上げる(プルを与える)ことにより、ヨーヨーに新たに運動エネルギーを与えれば、いつまでも回し続けれます。
いかがだったでしょうか。実際にヨーヨーに触ってみたほうが理解が早いかもしれませんね！サークル見学に興味のある方はmadoi.yoyo.spinners@gmail.comまでご連絡ください！
byマネージャーなぎ
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