A story to share together
ザラの工作棒の橋：四角形がつぶれて三角形が耐えられるわけ
きれいな四角形で作ったザラの最初のコンテスト用の橋は、お米の袋がたった1袋のっただけでぺしゃんこにつぶれてしまいます。四角形と三角形をそれぞれ1つずつ押してみることで、ザラはなぜ三角形が形を保てるのかを発見し、自分の重さの50倍に耐える三角形の橋を作り上げます。
Page 1
6年生の橋作りコンテストには、3つのルールがありました。橋は2つの机の間の40センチのすき間に架けること、使う工作棒は多くても40本までであること、そして真ん中につるしたバケツを支えることです。バケツには、1袋500グラムのお米が1袋ずつ入れられていきます。ザラはどうしても勝ちたいと思いました。彼女は、四角形で作った2つの平らな側面の壁を横木でつないだ、すっきりとした橋を計画しました。
Page 2
台所のテーブルで、ザラは壁それぞれの底の端として棒を4本一列に並べました。これで長さは約46センチになりました。さらに4本の棒で上の端を作り、5本の垂直な棒でそれらをつないで、4つの四角形が並ぶようにしました。壁1つにつき13本の棒を使ったので、壁2つで26本になりました。底に5本、上に5本の計10本の横木を加え、使った棒は全部で36本になりました。
Page 3
コンテストの日、ザラは机のすき間に橋を架け、真ん中の横木にバケツを引っかけました。オマルが最初のお米の袋をそっと入れました。すると四角形が横に傾き始め、斜めのひし形へと変わっていき、パキパキと小さな音を立てて橋全体が床の上にぺしゃんこにつぶれてしまいました。ザラは棒の山をじっと見つめました。彼女の橋は、たった500グラムすら支えられなかったのです。
Page 4
その日の夕方、ザラは4本の棒を接着して1つの四角形を作り、角の1つをそっと押してみました。接着した接合部がねじれ、四角形は傾いてひし形になりました。次に彼女は3本の棒を接着して三角形を作り、同じように押してみました。三角形は形を保ちました。長さが決まった3本の辺が組み合わさる形は1つしかないけれど、4本の辺は傾いていろんな形になってしまうのだと、彼女は気づきました。
Page 5
ザラは接着していない棒を使って、三角形でできた壁の新しい設計を並べてみました。それぞれの壁には、底に4本、上に3本、そしてその間に斜めの棒を8本配置して、ジグザグに7つの三角形を作ります。これで壁1つで15本、2つで30本になります。底に5本、上に4本の横木をつければ、使う棒は39本になり、制限より1本少なくなります。
Page 6
彼女は3つの辺がきっちり角で合うのを確かめながら、それぞれの三角形をていねいに接着しました。底の端は変わらず棒4本分の長さなので、橋はそれぞれの机の上に約3センチ載ることになります。接着剤が一晩で乾いたあと、彼女は学校から借りてきた上皿天秤に完成した橋をのせました。重さは大きな卵とおよそ同じ60グラムで、手で持つと驚くほどがっしりとしていました。
Page 7
再テストで、オマルはバケツを引っかけ、1袋目、2袋目、そして3袋目を入れました。ザラは橋と同じ目線にかがみ込みました。重みによって押し縮められていたため、上の棒はごくわずかにたわみました。底の棒は引っ張られていたため、まっすぐピンと張ったままでした。ジグザグの三角形が、重さを机へと外側に逃がしていたのです。
Page 8
4袋目が入り、5袋目、そして6袋目が入っても、橋は持ちこたえました。これでお米は3キログラムになり、クラスのお米の袋はすべてなくなってしまいました。ザラは声に出して計算しました。3000グラム割る60グラムは50。彼女の60グラムの橋は、自分の重さの50倍を支えたのです。バケツが下で静かに揺れる中、クラスメートたちから歓声が上がりました。
Page 9
オマルは最初の橋からつぶれた四角形を拾い上げ、元の形に押し戻しました。「これって直せるかな？」と彼がたずねました。ザラは棒を短く折り、1つの辺の真ん中から隣の辺の真ん中へと角を横切るように接着して、給食の時間に乾かしました。オマルが押してみると、角にできた小さな三角形がその角度を固定したため、四角形は四角いまま保たれました。
Page 10
一日の終わりに、ザラは三角形の橋を窓際の展示棚へと気をつけて運びました。オマルは補強した四角形を、台所のテーブルでのテストに使った1つの三角形の隣に並べて置きました。クラスメートたちは順番に、指1本で四角形と三角形を押してみました。ザラが最後に誰よりも強く押しましたが、どちらの形も彼女の指の下でびくともしませんでした。
