【動画】東大生がやってみた!自由研究「ビュフォンの針」つまようじで実験

AI要約

夏休みの自由研究として、円周率を求める実験「ビュフォンの針」を紹介。円周率の概念や無理数であること、実験方法を具体的に説明。爪楊枝を使って円周率に近い数字を求める手順を詳細に解説。

【動画】東大生がやってみた!自由研究「ビュフォンの針」つまようじで実験

 夏休みの自由研究は何をするか決まっただろうか。今回は、数学マニアの東大生 永田耕作が、家庭にあるものだけでできる実験「ビュフォンの針」を紹介する。

 円周率とは、円周を円の直径で割ったときに出てくる数字のことだ。小さい円から大きい円まで、どの大きさの円も同じ数字になる。円周率は無理数なので、数の並びに終わりがなく「3.14159265358979323846□」とどこまでも続いていく。

 さて、今回の自由研究では、この「円周率」を求める実験を「円を使わずに」行うことにした。具体的なやり方を紹介しよう。

・大きな画用紙 1枚(模造紙でも代用可)・爪楊枝 10本(針でも代用できるが、安全に要注意)・定規 1本・ペン 1本

1. 画用紙に線を書く 画用紙に横線を書いていく。線と線の間の幅は、爪楊枝2本分の長さになるように、定規で調べて書いていくこと。

2.爪楊枝を落とす 爪楊枝を片手で5本ずつ持ち、合計10本の爪楊枝を画用紙の上に一気に落とす。画用紙の外に出てしまった爪楊枝は、もう一度落として調整する。※高いところから落とすと、危ないので注意

3.線と交差する爪楊枝の数を数える 爪楊枝を落として、1で書いた線と交差した(重なった)爪楊枝の数を数えていく。まずは「爪楊枝を10本落とす」を10回繰り返して、100本分の爪楊枝を落としたときの記録してみよう。

4.円周率を求める 100本分の記録がとれたら、重なった本数の合計を分母、落とした本数(100本)を分子において、割算をする。すると「円周率」に近い数字が求められる。

5.2~3の行程を繰り返す この実験は落とした爪楊枝の本数が増えるほど、より円周率に近い数字になっていく。100本、200本、300本と実験を繰り返してみてほしい。

 爪楊枝を100本落としたときの記録を表にまとめよう。同じ実験を繰り返し、最終的にどんな数字が求められたかを、結果として記載していこう。