展示 126 点
教師と生徒のための無料の理科シミュレーション
授業のページに置ける、動く3Dモデルを教科別にまとめました。
Explorehallの展示は、機械、生き物、地球と宇宙を動く3Dモデルにしたものです。授業で無料で使えます。生徒はアカウントを作る必要がなく、インストールするものもありません。どのモデルも、ノートパソコン、Chromebook、タブレット、スマートフォンのウェブブラウザでそのまま動きます。
下の展示はどれも、先生ご自身のページに埋め込めます。コードをコピーして、クラスのウェブサイト、ブログ記事、HTMLを受け付ける学習プラットフォームに貼り付けてください。埋め込んだモデルには広告が表示されません。その下には、文章での解説、出典、問いがそろった展示全体への小さなリンクが残ります。
ほとんどのモデルは小学校高学年でも使える簡単さで、文章の解説は中高生と大人を想定して書いています。授業の前に先生ご自身でモデルを試し、クラスで学んでいる内容に合うステップを選んでください。
コードを貼ると、モデルが横幅いっぱい、高さ560ピクセルで表示され、その下に出典リンクが付きます。展示ページではほかに2つのサイズも選べます。 非営利目的なら無料で使えます。出典の行は残してください。
解説とシミュレーションは CC BY-NC-SA 4.0（特記のあるものを除く）。
物理
フィルムカメラとインスタントカメラのしくみ
1/1000秒のとき、カメラのシャッターは画面全体を一度に開きません。代わりに細いスリットがフィルムの上を走り抜けます。
次の授業に レンズ、光、像のでき方、写真
蓄音機の仕組み：声を録音して溝を拡大するシミュレーター
1877 年、エジソンの最初のフォノグラフは声をスズ箔に刻み、同じ針が間隔 2.54 mm の溝から再生しました。
次の授業に 音の記録、振動、音響機器の歴史
音波のしくみ：周波数とデシベルを見て確かめる
440 Hz の音は空気を 78 センチメートル間隔の密な層にしますが、94 dB でも空気の各部分は一ミリメートルの千分の一未満しか動きません。
次の授業に 音の波、振動数、振幅、デシベル
ジェットコースターの仕組み：重力シミュレーター
高さ 42 m の坂を 3 m/s で越える列車は、重力だけで加速し、底では 99 km/h に達します。
次の授業に 位置エネルギーと運動エネルギー、重力、摩擦力
空はなぜ青い：太陽を動かす空の色シミュレーター
空気は 440 nm の青い光を 680 nm の赤い光の約 6 倍強く散らし、地平線の太陽の光は真上の太陽の 35 倍の空気を通って届きます。
次の授業に 光の散乱、大気、色
コウモリはなぜ暗闇で飛べる？エコーロケーションのしくみ
1 m 先のガから返るエコーは、千分の 6 秒足らずでコウモリに戻ります。この遅れで、コウモリは距離を知ります。
次の授業に 音の波、こだま、動物の感覚
ビリヤードの角度と狙い方：回転を試すシミュレーター
回転のない同じ大きさの 2 つの球は直角に分かれ、中心を突かれた球は v²/μg の 12/49 だけ滑ってから転がり始めます。
次の授業に 反射角、運動量、衝突
振り子時計のしくみ：長さが時を決める理由
振り子時計は長さ 99.4 cm の棒で秒を数えます。長さや温度、地球上の場所を変え、四つの脱進機を交換して、一日に生じる誤差を比較できます。
次の授業に 振り子、周期、時間の測定
電気モーターの仕組み：シミュレーターで動作を順に確認
1821年に Faraday が水銀で回した導線から、電気自動車に埋め込む磁石まで。8種類のモーターは同じ電流と磁界の力で動きます。
次の授業に 電磁気、磁力、電動機
電力系統のしくみ：発電所からコンセントまで
電気は 345,000 ボルトで発電所を出て、220 ボルトでコンセントに届きます。電圧を高くすると電流が小さくなり、電線で失われる熱も小さくなるからです。
次の授業に 発電、変圧器、送電網
滑車と油圧ジャッキのしくみ：箱と車を持ち上げる
50 kg の箱は 82 N の力で持ち上げられますが、箱が 1 m 上がるごとに、ロープを 6 m 引く必要があります。
次の授業に 滑車、油圧、圧力、てこの効果
光ファイバーの仕組みを光線で確かめるシミュレーター
海底ケーブルの光は、コアの壁に 84.5° より大きな角度で当たるので、幅 8.2 マイクロメートルのガラスのコアの中に数千 km 閉じ込められます。
次の授業に 光、屈折、全反射、通信
トランジスタのしくみ
160 億個のトランジスタを載せたチップは、その一つひとつを、下のシリコンに触れることのないゲートにかける数ボルトでオンとオフに切り替えています。
次の授業に 半導体、スイッチ、電子回路
風力発電の仕組み：風速を変えて動かす風車シミュレーター
長さ 61 m のブレードを持つ風車は、嵐の中でも強めの風のときより多くは発電しません。風速が 11.4 m/s を超えると、ブレードを風から逃がすからです。
次の授業に 風力、発電機、再生可能エネルギー
化学
リチウムイオン電池の構造を分解、充放電を体験
18650 セルを 1 回充電するたびに、約 7 × 10²² 個のリチウムイオンが金属酸化物を離れ、黒鉛の層のあいだに入りこみます。
次の授業に 電池、イオン、酸化還元反応、充電
生物
動物の見え方：69種の目で色と視力を比べる体験
緑の芝生の赤いボールはヒトには見つけやすくても、イヌには難しいものです。同じ花にも、ミツバチだけが見える模様があります。
次の授業に 感覚、動物の目、色覚、適応
心肺蘇生（CPR）のやり方：AED、窒息、消火器
毎分 100〜120 回、深さ約 5 cm で押す。居合わせた人がそうした場合、2024 年の韓国の生存率は 2.36 倍でした。
次の授業に 応急手当、心臓と呼吸、安全
馬の走り方のしくみ：常歩・速歩・駈歩・襲歩
1878年、マイブリッジのカメラは、襲歩の馬が実際に四肢すべてを宙に浮かせることを示しました。ただし脚は体の下にたたまれています。地面をまったく離れずに速く走る動物もいます。
次の授業に 動物の動き、歩き方、筋肉と骨格
目のピント合わせのしくみ：近くも遠くも 3D で試す
目の屈折力 60 ジオプトリーのうち約 43 は角膜が出しているのに、ピント合わせの功績はなぜ奥の小さな水晶体のものになるのでしょうか。
次の授業に 目の構造、レンズ、ピント合わせ、視覚
CRISPR-Cas9ゲノム編集を動かして見るシミュレーター
ガイド RNA が読むのは DNA のわずか 20 文字。それだけで、ヒトゲノムの 30 億塩基対の中からたいてい 1 か所を選び出せます。
次の授業に 遺伝子、DNA、ゲノム編集、バイオテクノロジー
DNA 複製のしくみ：3D で見る岡崎フラグメント
DNA ポリメラーゼは鎖の一端にしか付加できないため、各複製フォークでは一方の新しい鎖がひと続きに、もう一方が短い断片として伸びます。
次の授業に DNA、複製、細胞分裂
神経伝達の仕組み：ニューロンを刺激して電気信号を追う
神経細胞は約 −70 mV で静止していて、刺激で約 −55 mV に達すると、いつも同じ大きさの活動電位を出します。
次の授業に 神経細胞、神経信号、神経系
細胞の構造：動物細胞と植物細胞の中を歩く拡大模型
百万倍に拡大すると、ミトコンドリアはソファほどの大きさになり、大腸菌は丸ごと 2 m、すぐ横で小胞を引いていくキネシンは秒速 0.8 メートルで歩きます。
次の授業に 細胞、細胞小器官、動物細胞と植物細胞、細菌
マンモスの大きさをゾウや氷河期の動物と比較
ケナガマンモスから剣歯ネコまで、最終氷期の 65 種を実物大で並べた幅 600 m の園内を歩けます。50,000 年を動かす時間スライダーもあります。
次の授業に 氷河時代、絶滅した動物、気候変動
翼竜の飛び方のしくみ、実物大の翼竜と白亜紀の空を飛ぶ
Quetzalcoatlus の翼開長は約10 m、Cessna 172 の11 m に近く、立つとキリンほどの高さです。白亜紀の崖を越える姿を見て、3つの時代の35種と飛べます。
次の授業に 翼竜、動物の飛行、化石
セコイアはなぜ大きい？巨木の森で高さと成長のしくみを知る
高さ 83.8 m、推定樹齢約 2,200 年の General Sherman Tree の根元に立ち、幹に登って高い場所の水が引かれる強さを調べます。
次の授業に 樹木、森林、植物の成長
地学
風冷え指数(体感温度)の表と計算：風が体温を奪うしくみ
0 °F で風速 15 mph のとき、NWS の表は −19 °F を示し、露出した皮膚は 30 分で凍傷になるおそれがあります。
地球の内部構造はなぜわかる：地震波を追う断面モデル
12.3 km より深く掘った人はいません。それでも中心の圧力が数 % の精度でわかるのは、地震波が地球を通り抜けるためです。
次の授業に 地球の構造、地殻とマントルと核、密度
建物の耐震・免震のしくみ：揺れを比べる
6 階のモデルを固有周期の 0.6 秒で揺らすと、床は一秒周期の場合の約 14 倍変形します。ゴム支承、ダンパー、ブレースは、それぞれ異なる方法で対処します。
次の授業に 地震、建物の安全、振動
湖はなぜ上から凍る：水温と氷の成長を見る断面モデル
淡水は 3.98 °C で最も重いので、湖はまず上から下まで 4 °C に冷え、そのあとで上の薄い冷たい層が凍ります。
マリアナ海溝の深さ：海面から海底へ潜るシミュレーター
水深 20 m で太陽光の赤はほとんど消えます。チャレンジャー海淵はそこからさらに 10,900 m 下です。
次の授業に 海の深さによる区分、水圧、深海の生き物
サンゴの白化の原因：海水温が上がると礁が白くなる理由
サンゴは栄養の大半を、組織の中にすむ藻類から得ています。海が夏の平年の最高水温を 1 °C 以上上回る状態が数週間続くと、藻類を失って白くなります。
次の授業に 生態系、海水温の上昇、サンゴの白化
メガロドンとシロナガスクジラの大きさ比較：実物大の海
28 m のシロナガスクジラからメガロドン、Livyatan、Mosasaurus まで、実物大の巨大生物 48 種の隣を泳ぎます。現代から三畳紀までの 8 つの海を比べられます。
次の授業に 海の動物、大きさの比較、絶滅
グランドキャニオンの地層と成り立ち
Bright Angel Trail を 1,360 m 下り、13 の地層を通ります。縁の 2 億 7000 万年前の海底から、川岸の 17 億 5000 万年前の片岩へ進みます。
次の授業に 地層、浸食、地質時代
宇宙
ブラックホールに落ちていくと見えるもの
地平面の半径の 40 倍の距離では、ブラックホールの影はわずか 7.4° なのに、真後ろから来る星の光はすでに 28° の輪をつくっています。
次の授業に ブラックホール、重力、光の速さ
小惑星が落ちたらクレーターはどれくらいの大きさになるか
アリゾナにある幅 1.2 km のメテオール・クレーターを掘ったのは、直径わずか数十メートルの鉄の小惑星でした。
次の授業に 小惑星、衝突クレーター、運動エネルギー
人工衛星の現在地：軌道と今夜の上空通過を調べる模型
2026 年 10 月 20 日、公開カタログには稼働中の衛星が 16,768 基登録されていました。その 3 分の 2 は、1 社のインターネット網に属していました。
次の授業に 人工衛星、軌道、宇宙技術
冬の星座の見つけ方:オリオン座、冬の大三角、冬のダイヤモンド
オリオンの三つ星は横に並んで見えますが、ヒッパルコスの視差で測ると、アルニラムはミンタカの3倍近く遠くにあります。
GPSの仕組みシミュレーター：衛星と誤差を体験
GPS の信号は 20,200 km 上空からスマホに届くまで約 70 ミリ秒かかり、わずか百万分の一秒の誤差で位置は 300 m ずれます。
次の授業に 人工衛星、時間の測定、位置の特定、三角測量
宇宙服なしで宇宙に行くとどうなる：人体模型で変化を追う
宇宙服がなければ有効意識時間は約 10 秒です。1 分ほどで空気が戻れば、回復する可能性は十分にあります。体は破裂しません。
次の授業に 圧力、人間の体、宇宙環境
皆既日食の仕組み：2027年の経路を動かすシミュレーター
2027年8月2日、月の影がスペイン、北アフリカ、エジプトを横切り、ルクソール付近では太陽が約6分23秒隠れ続けます。
次の授業に 日食と月食、地球と月と太陽、影
アポロの着陸地点を実物大で歩く：機材と月面車の位置
月面で目の高さが 1.6 m なら、地平線までは約 2.4 km しかありません。Tranquility Base から Taurus-Littrow まで、アポロの6つの着陸地点を歩けます。
次の授業に 月、宇宙探査、アポロ計画
火星基地の計画としくみを実物大の模型で歩いて確かめる
火星では目の高さ 1.6 m から地平線まで 3.3 km です。構想段階の基地の 10 区域を歩き、火星で活動した着陸機と探査車を実物大で見比べます。
次の授業に 火星、生命維持装置、宇宙探査
太陽系の縮尺模型を歩く
太陽を直径 1.39 m の球にすると、地球は道の 150 m 先にある 1.27 cm のビー玉になり、海王星は 4.5 km 先、ボイジャー 1 号は 25.7 km 先になります。
次の授業に 太陽系、距離、縮尺モデル
木星の大赤斑の大きさ：地球と比べる立体模型
1800 年代後半、大赤斑の長さは地球三つ分でしたが、今の Hubble の測定では約一つ分です。地球と並んで浮かび、Galileo と雲の中を 132 km 降ります。
次の授業に 木星、ガス惑星、惑星の大気
数学
計算尺の使い方：模型を動かして計算する
25 cm 型では 2 が 1 から 75.3 mm にあります。250 × log 2 = 75.3 だからです。二つの長さをつなぐと数の掛け算になります。
次の授業に 対数、コンピュータ以前の計算
実物大：画面で見る身近な物の本当の大きさ
ティラノサウルス・レックスの歯は歯根を含めて約 30 cm あり、大半のノートパソコンの画面幅より長くなります。シロナガスクジラなら画面 100 枚分以上になります。
次の授業に 測定、単位、縮尺と比
ルービックキューブの揃え方：3×3を一手ずつ回す模型
3×3 キューブには 43,252,003,274,489,856,000 通りの配置があり、そのどれもが 20 手以内で解けます。
次の授業に アルゴリズム、空間認識、順列
論理ゲートで足し算をするしくみ：和と桁上げ
この基板で 7 と 9 を加えるにはゲート 20 個を使い、スイッチを切り替えてからゲート遅延 8 回後に最後の桁上げが届きます。
次の授業に 二進数、論理回路、コンピュータでの足し算
工学
タイプライターの仕組み：文字を打てるシミュレーター
パイカのタイプライターでは、文字も空白もピリオドも、1 打ごとにキャリッジを同じ 2.54 mm だけ左へ動かします。
次の授業に てこ、機構、筆記具の歴史
モールス電信：自分で打って一歩ずつ確かめる
1844年5月24日、米国議会議事堂の電鍵が、約40マイル（64 km）離れたボルチモアの紙テープに短点と長点を押し付けました。
次の授業に 電気回路、電磁石、モールス信号
蒸気機関車の仕組み：石炭を入れて走らせるシミュレーター
Mallard の動輪は直径 2.03 m で大半の人より高く、記録時の 126 mph では毎秒ほぼ九回転しました。
次の授業に 蒸気機関、鉄道、産業革命
3Dプリンターのしくみ：積層・インフィルとサポート
20 mm の立方体を 0.2 mm ずつ造形すると、ちょうど 100 層です。各層は幅 0.4 mm のノズルで描きます。
次の授業に 3Dプリント、積層、設計とものづくり
4 ストロークエンジンのシミュレーターとバルブの動き
3,000 rpm では、どのシリンダーも 1 秒間に 25 回点火します。ここではエンジンがゆっくり回るので、一つひとつの行程を追えます。単気筒から V8 まで組み替えられ、それぞれに固有の点火順序があります。
次の授業に 熱機関、燃焼、エネルギーの変換
ピンタンブラー錠を3Dで分解、鍵の切り込みを試す
一般的なシュラーゲの鍵では、刻みの深さは 1 段ごとに 0.381 mm ずつ違います。このわずかな段差だけで、違う鍵は回らなくなります。
次の授業に 簡単な機構、防犯、設計
車のデフ（差動装置）を3Dで分解、シミュレーター
半径 10 m のカーブを時速 50 km で曲がると、外側の後輪は内側より 17% 速く回ります。それでも左右の車輪は同じ 1 本の軸から力を受けています。
次の授業に 歯車、回転運動、車がカーブを曲がるしくみ
ジェットエンジンのしくみと旅客機の推力
旅客機のターボファンでは、空気 11 kg のうち炎を通るのは 1 kg だけです。ほかの 6 種類では仕事の分け方が異なり、それぞれの内部を開いて比べられます。
次の授業に 推力、ニュートンの第三法則、ガスタービン
道路の地下：水道・ガス管と下水道のしくみ
韓国の道路規則では水道本管は道路下 1.2 メートル以上、下水道幹線は 3 メートル以上とされ、4 種類の管とケーブルが上から 2 メートル以内に集まります。
次の授業に 都市の基盤施設、上下水道、公共設備
マニュアルミッションの仕組み：変速を動かして体験
エンジンが同じ 3,000 rpm で回っていても、車は1速で 23 km/h、5速で 115 km/h になります。次のギアを入れてよいかどうかは、ビスケットほどの大きさの真ちゅうのリングが決めています。
次の授業に 歯車、トルク、歯車比
韓屋の構造としくみ：木組みとオンドルの暖房
韓屋の骨組みは、刻んだ木の継手で組み合わさっています。暖かい部屋の下では、小さな火一つの煙が石の煙道を通って煙突へ抜けます。
次の授業に 伝統建築、熱の移動、オンドル
ロケットエンジンの構造を分解して試すシミュレーター
ヌリ号の 75 トン級エンジンは毎秒 255 kg のケロシンと液体酸素を燃やします。同じエンジンでも、宇宙では海面上より約 13% 強く押します。
次の授業に ロケット、推力、ニュートンの第三法則、燃焼
タワークレーンのしくみ：なぜ倒れないのか
マストのそばで 8 t を吊れるタワークレーンも、50 m のジブの先端では 3.2 t しか運べないことがあります。その理由は、たった一つの掛け算です。
次の授業に てこ、つり合い、重心
ロボットアームのしくみ：関節の動きを順に見る
6 軸ロボットアームの指先を、空間のある一本の線のそばで 250 mm/s で横にすべらせると、手首の関節の一つは毎秒 510° で回らなければなりません。
次の授業に ロボット工学、関節、角度、自動化
ターボチャージャーのしくみ
この 2.0 リットルエンジンの模型では、142,000 rpm で回る軸が、各シリンダーにほぼ 2 倍の空気を押し込みます。
次の授業に エンジン、空気の圧力、エネルギーの回収
ディスクブレーキと ABS のしくみ
乾いた路面を 100 km/h で走る車は、タイヤがロックして滑ると止まるまでに約 51 m かかります。ABS がタイヤを回し続けると、同じ模型の車は 36 m で止まります。
次の授業に 摩擦力、運動エネルギー、制動、自動車の安全
エレベーターのしくみを動かして体験：かごと釣り合い錘
人を満載したエレベーターのかごは 2 トン近くになりますが、ロープの反対側につり合おもりが下がっているので、モーターが実際に持ち上げるのはその 4 分の 1 ほどです。
次の授業に 滑車、釣り合いおもり、機械にはたらく力
歴史
エニグマ暗号機を分解して試すローターシミュレーター
ローター I-II-III、AAA に合わせたエニグマで A を 5 回押すと、ランプは B、D、Z、G、O と灯ります。
次の授業に 暗号、第二次世界大戦
活字と印刷機：鏡文字で自分の名前を刷る
活字は文字を左右反転で持っています。インクをつけ、紙を押しつけ、シートを裏返すと、文字は正しい向きで読めます。
次の授業に 印刷術、グーテンベルク、直指、書物の普及
風車と水車の仕組み：実物大の模型で回転と働きを比較
オランダの風車の帆は、8 階建ての建物の高さほども幅がありますが、秒速 7 m の風でも、風の出力の約 5 分の 1 しか取れません。
次の授業に 風と水の力、水車と風車、技術の歴史
世界の文字体系：ハングルとほか 22 の文字
ハングルの誕生を告げた 1446 年の書物は、ㄱ は舌根が喉を閉ざす形をかたどると述べています。ここではそれを、楔形文字から点字まで、ほかの 22 の文字と並べて見ます。
次の授業に 文字体系、ハングル、アルファベット
コロッセオの地下構造と昇降機のしくみを歩いて見る体験
コロッセオの砂の下には 28 基の荷物用昇降機があり、アリーナの 6 m 下で各 8 人が動かしていました。
次の授業に 古代ローマ、ローマの土木技術
