積み木遊びをしたことがある、という人は多いのではないでしょうか。このゲームでは、そんな積み木遊びの「限界」にチャレンジできます!同じ形のブロックを積み上げて、長い長い階段を作ってみましょう!ハイスコアのキーワードは「重心」。いろいろな積み方を試しながら、重心について学ぶことができます!
※ゲームの読み込みに時間がかかる場合がありますがそのままお待ちください。
解説
重心って何?
皆さんは、「重心」という言葉を聞いたことがあるでしょうか?
重心とは簡単に言うと、“ものの重さの中心となる点“のことです。体育などで、「膝を曲げて重心を下げて!」と聞いたことがあるかもしれませんね。この重心の下を支えることができると、ものを倒さずに持つことができます。逆に、重心の下が支えられていないと倒れてしまいます。
例えばまっすぐな定規だと簡単ですね。ちょうど真ん中に重心があるので、定規の真ん中を支えてあげれば指一本だけでも持つことができます。反対に、定規の端っこの方を指に載せると、定規は落ちてしまいます。また、箸だと、持ち手の方が少し太くなっているので、真ん中から少しずれた位置に重心があります。
積み木を倒さずに積むには?
今回のゲームでは、積み木の重心を支えることができれば倒れない階段を作り出すことができるのです。
積み木を1個積むときは、その重心を台で支えてあげれば倒れません。この積み木の重心は、定規と同じようにちょうど真ん中にあると考えれば大丈夫です。 積み木を2個積むときは、2個を積み木のかたまりと考えて、このかたまりの重心を支えてあげればよいのです。そのとき、一番上の積み木の重心を支えることも忘れてはいけません。
もっとたくさんの積み木を積むときも同じように考えていけばだいじょうぶです。
例えば、下の図では一番上の積み木の重心を〇、2個の積み木のかたまりの重心を●で表しています。一番左のように、○が下の積み木の上にあり、●が台の上にあれば倒れない階段になります。でも、右の2つの図のように○が下の積み木の上になかったり、●が台の上になかったりすると、倒れてしまうのです。
一番いいのばし方は?
では、一番長い階段はどのようなものなのでしょうか?
ちなみに、ゲームの中でよい積み方を見つけることはできましたか?もしかしたら、最初は少しずつずらして積んでいき、どんどんずらす幅を大きくするといいということに気付いた方もいるかもしれませんね。これは正解にとても近い考え方です。
数学的に考えてみたときの答えは、上から順番に、積み木を2等分した大きさ、4等分した大きさ、6等分した大きさ、8等分した大きさ……というようにずらしながら積んでいくやり方です。例えば積み木を3コ積む時を考えてみましょう。そうすると、一番上の積み木の重心の場所は○、上2つは●、3つの積み木は□となります。この図の通り、重心がぎりぎり支えられるような積み方なのです。
では、この積み方を使えばどこまで伸ばせるのでしょうか?答えは、「どこまでも伸びていく」です。2等分、4等分、6等分、8等分、、、とどんどん繰り返しながら積んでていけば、ずらした長さはどこまでも大きくなるのです。
詳しい理由が知りたい方は、数学の「無限級数」という考え方を使うとできるので、調べてみてください!ただ、これはあくまで数学的に考えた場合です。ゲーム画面では、小さすぎて人間の手ではとてもできませんね。