こんにちは、そろけん塾です。
「裏と表の区別がない世界がある?」
数学には、見慣れた形の常識を覆す不思議な世界があります。その代表例が「モービウスの輪」。 紙をねじってつなぐだけで、新しい数学の世界が広がります!
数学の奥深さを楽しみながら学んでみましょう。
モービウスの輪とは?
モービウスの輪とは、一枚の紙の片方を180度ひねってつなげたものです。普通の輪とは違い、表と裏の区別がない という特徴があります。
🔹 どこをなぞっても、最終的に元の場所に戻る
🔹 切ると不思議な形ができる
🔹 数学の「トポロジー」という分野に関連する興味深い図形
トポロジーとは、形のつながり方や構造を研究する数学の分野で、「連続的な変形では変わらない性質」を考える学問です。
モービウスの輪で遊んでみよう!
🔧 【実験1:モービウスの輪を作ってみよう】
【準備するもの】
- 紙(細長いものが作りやすい)
- ハサミ
- テープやのり
- ペン
【作り方】
- 紙を長細く切る。
- 片方の端を180度ひねる。
- そのままもう片方の端とつなぎ、テープでとめる。
- できた輪の表面にペンで線を描いてみよう。
💡 何が起こる? → ぐるぐる描いていくと、最終的に元の場所に戻る!?
→ 普通の輪だと表と裏があるけれど、モービウスの輪は1つの面しかない!
🔧 【実験2:モービウスの輪を切るとどうなる?】
【準備するもの】
- さっき作ったモービウスの輪
- ハサミ
【やり方】
- モービウスの輪の真ん中に沿って、ハサミで切る。
- 切った後、どんな形になるか観察しよう!
💡 何が起こる? → 普通の輪なら2つに分かれるはず。でもモービウスの輪は…!?
→ さらにもう一度切ると、もっと不思議な形に!?
モービウスの輪はどこに役立っているの?
「ただの数学のおもちゃ?」と思うかもしれませんが、モービウスの輪の性質は実際の技術やデザインにも活かされています!
✅ ベルトコンベア → 摩耗を均等にするために、モービウスの形を採用!
✅ リボンや印刷技術 → 一面だけで印刷できる特性を利用!
✅ 科学研究 → トポロジーの考え方は物理や化学でも活用されている!
まとめ
✔ モービウスの輪は、数学の「トポロジー」に関係する不思議な図形
✔ 簡単な実験で、子供も楽しみながら数学に親しめる
✔ 身近な技術やデザインにも使われている
「数学って難しそう…」そんなイメージを変える第一歩として、モービウスの輪を作ってみませんか?
親子で楽しみながら、数学の魅力に触れてみましょう!