二次元のガウス加速器

　ボーリングのピンのようにトップにネオジム球を１個，その横に鉄球２個，その横に鉄球３個，最下端に鉄球４個を並べます。このときネオジム球と鉄球がくっつきあってなかなかうまく並びませんが辛抱強く正三角形にしましょう。
　１０個の球を並べられたら，トップのネオジム球めがけてもう１個の鉄球をゆっくりと転がします。このときうまく狙わないと磁石の影響で横にずれたりします。そうすると失敗なので，できればモールやカーテンレール，定規などでまっすぐ進むようにガイドを付ける方がいいでしょう。
　ゆっくりと転がし始めた鉄球も実はネオジム球の近くに行くとかなり大きな速度になります。「パチンッ」と音がして最下端の４個の鉄球が左右の二つは斜めに，中の２つも少し角度をつけて飛び散ります。運動量保存則で考えると，「ゆっくりスタートさせたのに」「１個の鉄球を転がしただけなのに」と不思議な現象に見えますが，ネオジム球に当たる直前でかなりの速度に「加速」されており，その運動量を４個の鉄球が保存するわけです。端の２個と真ん中の２個で速度も向きも違います。１次元のガウス加速器と比べて学習できる内容はぐんぐん増えるでしょう。
　鉄球を転がす前に「このあとどうなるでしょう？」「何個の鉄球が動くでしょう？」「動く速さは？」「その向きは？」など問題を出しましょう。トップに１個のネオジム球，次に２個の鉄球，最下端に３個の鉄球の正三角形でも，もっと簡単に楽しめます。まずはこちらで練習し，問題を出してから１０個の球にチャレンジしてみるとおもしろいでしょう。 関連実験（あわせて、こちらもどうぞ） ガウス加速器 ジャンピングコイルを作ろう 磁石で浮遊ペン ガウス加速器ミニ すっ飛びループガウス加速器