機楽

機楽（KIGAKU）は、機械要素・機構のしくみを「動かして」学ぶビジュアル教育アプリです。 数楽・物楽・電楽・波楽・熱楽・星楽・光楽・量楽・流楽・確楽・幾何楽・化楽・菌楽・脳楽に続くシリーズ第15弾。今回のテーマは「機械」。歯車のかみ合いから、滑車の倍力、てこの釣り合い、4節リンクの軌跡、カムの変位、スライダクランクのピストン運動、送りねじの推力、パスカルの原理による油圧倍力、ベルト伝動、そして 2 リンクのロボアームによる順運動学まで――人類が築き上げてきた機構たちを、指で触って動かしながら 10 領域で体感できます。 姉妹作 BUTURAKU が「自然の物理現象」を扱うのに対し、機楽は「人工物の機構」にフォーカスしています。 [10 の機能] - 歯車（Gear） 2 つの平歯車のかみ合いを描画。歯数を変えると、回転速度と力の関係が変わる仕組みを体感できます。Z₁・Z₂ と入力 RPM を動かすと、出力 RPM・速度比・トルク比がリアルタイムに更新され、「大きい歯車ほどゆっくり回るが、その分だけトルクが大きい」関係が一目で分かります。 - 滑車（Pulley） 少ない力で重いものを持ち上げられる代わりに、長く引く必要がある — 滑車の本質を体感できます。荷重を支えるロープの本数 N を 1〜6 で変えると、必要な力は W/N、引く距離は N 倍になる関係が見えます（仕事は保存）。 - てこ（Lever） 支点を動かすだけで、力と距離のトレードオフが目で見えます。第 1 種（支点中央）から第 3 種（力点中央）までのてこに切り替わり、モーメント釣り合い F₁·L₁ = F₂·L₂ がどの位置でも成り立っている様子も同時に確認できます。 - リンク機構（Linkage） 4 節リンクのアニメーション。棒の長さを変えると、動きの種類や軌跡が変わる様子をリアルタイムに観察できます。リンク長に応じて、クランクロッカー型・両クランク型・両ロッカー型のどれになるかも自動で切り替わります（グラスホフ条件）。結合点の軌跡も同時に描画されます。 - カム（Cam） 回転するカム盤と、その上を上下するフォロワー。カム形状によってフォロワーの上下運動の "なめらかさ" が決まる様子を観察できます。サイクロイドプロファイルを使うと特になめらかな変位が得られます。 - クランク機構（Crank） 回転運動が往復運動（ピストン運動）に変わる仕組み — エンジンの心臓部です。クランク半径 r とコネクティングロッド長 l の比 r/l を変えると、ピストン運動がきれいなサインカーブからずれていく（2 次高調波が現れる）様子が見られます。 - ねじ（Screw） 小さなトルクを大きな推力に変える送りねじ／ねじジャッキの仕組み — クルマのジャッキやクランプと同じ原理です。リード L・入力トルク T・効率 η（イータ）を動かすと、推力 F = 2π·T·η/L が決まる関係が体感できます。リードを縮めると倍力比は増えますが、その分だけ遅くなります。 - 油圧（Hydraulic） パスカルの原理 — 小さな力を大きな力に変える仕組みを 2 シリンダで再現。入力／出力ピストン径を変えると、面積比 A₂/A₁ がそのまま倍力比になり、その分だけ出力ストロークが短くなる関係が見えます。建設機械やブレーキの根本原理です。 - ベルト伝動（Belt Drive） 2 つのプーリにベルトを掛けた動力伝達機構。プーリ径 D₁・D₂ を変えると、回転速度比が径の比 D₁/D₂ になることが分かります — 自転車のギアや工作機械の主軸と同じ原理です。 - ロボアーム（Robot Arm） 2 リンクの平面ロボットアーム。関節角度から手先の位置が決まる仕組み（順運動学）を体感できます。肩・肘の関節角 θ₁・θ₂ を動かすと、手先座標 (x, y) がリアルタイムで更新され、リーチ可能な作業領域も同時に表示されます。 [特徴] - 全機能で式・原理の解説シートを搭載 - 歯車比・てこ・パスカル原理・順運動学など、教科書レベルの本式を実装 - 日本語 / English 対応 - ダークモード / ライトモード対応 - 直感的で美しい Material Design 3 の UI - 広告は画面下部のバナーのみ。フルスクリーン広告は一切なし [こんな方におすすめ] - 機械工学・ロボティクス・メカトロニクスを学んでいる学生 - 機械の原理を直感的に理解したい方 - 教材として活用したい先生

- リンク機構が画面サイズに応じて拡大表示されるように（iPad など大画面で機構が大きく見えます）