SANDBOX ── 砂・水・火・電気・生き物が動く物理の砂庭
SANDBOX は、砂・水・火・氷・電気・気体・植物・生き物などの「粒」を置いて、その振る舞いを眺める物理サンドボックスです。粒のひとつひとつが、落ちる、流れる、燃える、凍る、混ざる、といった動きを計算し、その上に空気の圧力と風、熱の伝わり、電気、爆発、生き物の食物網までが重なっています。決まった目標はなく、置いて、眺めて、確かめる。それがこの庭の遊び方です。ホーム画面の「SANDBOX」から、またはこの頁のボタンから開けます。
この頁でできること
- 置いて眺める物理の砂庭:砂・水・火・氷・電気・気体・植物・生き物などの粒を置くと、落ちる・流れる・燃える・凍る・混ざる、が粒ごとの計算で動く
- 実験ガイド 19 本・課題 10 本:カードを選ぶと小さな場面が用意され、手順どおりに試して ✓ を付ける。課題の達成で星
- 測る道具:温度・圧力・風の色表示、一点の温度と圧力の記録(グラフ・CSV)、範囲の粒の数と平均温度の計測、昼夜と季節を止める対照実験
- 図鑑と物性表:全部の反応が書いてある図鑑と、物質ごとの状態・変化する温度・燃えるか・風の閾値の表
- SANDBOX+:同じ物理で横長のステージを作り、自分でクリアしたら公開。みんなの作品で遊べる
- 庭の共有:庭をコードやリンクにして友だちに渡せる
はじめに開くと
最初に題の画面が出ます。選べるのは次の 4 つです。
- 自由に置く:まっさらな庭に、好きなだけ置いて試せます。
- 実験ガイド(19 本):カードを選ぶと小さな場面が準備されます。書いてある通りにやって眺め、起きたら ✓ を付けます。例:レンガの器はどこまで耐えるか、ダムを決壊させる、など。
- 課題(10 本):達成すると星がもらえます。
- 眺める:30 秒ごとに見本の庭が変わります。置かずに、見ているだけでも楽しめます。
庭は 🔗 でコードやリンクにして、友だちに渡せます。
物質と反応
物質は左の棚から選びます。図鑑(📖)には全部の反応が最初から書いてあり、説明書としても読めます。物性表では、物質ごとの状態、変化する温度、燃えるかどうか、風で動き出す強さを一覧で確認できます。
- 粉体:砂・土・砂利・雪などは山になり、風で動き出す強さが物質ごとに違います。
- 液体:水は低い所へ流れて平らになります。深い水は壁を押す(水圧)ので、ダムが決壊することもあります。
- 熱:熱は物質ごとに違う速さで伝わり、沸騰、凝結、凍結、融解が起きます。高温では砂がガラスになります。
- 圧力:閉じた器の中で圧力が材料の限界(ガラス・木・レンガ・石・金属で異なる)を超えて続くと、器が壊れます。
- 風と電気:送風機の風で雪が吹きだまり、噴射口の蒸気で鉄球が飛びます。電気の道具もあります。
- 生き物:虫が葉を食べ、鳥が虫を食べます。季節が巡り、池は冬に凍ります。
調べる道具
- 🌡 表示切り替え:温度、圧力、風が色で見え、カーソルの位置の温度(℃)と圧力が数字で出ます。
- 📈 記録:庭の一点を選ぶと、その場所の温度と圧力を 0.5 秒ごとに記録し、グラフに描きます。CSV としてコピーして、表計算ソフトに貼り付けられます。
- 📏 範囲の計測:四角をなぞると、その中の粒の数(物質ごと)、平均温度、平均圧力が出ます。蒸発の速さや生き物の増減を数で追えます。
- 🔬 条件を固定:昼夜と季節を止め、気温を 20 ℃にして、同じ条件で比べる実験(対照実験)ができます。
これらの道具があるので、SANDBOX は「遊び」であると同時に、小さな理科の実験室としても使えます。仕組みと限界は SANDBOX の科学、圧力・熱・風の実験は 圧力・熱・風と運動 の頁に詳しく書いています。
SANDBOX+:ステージを作って公開する
SANDBOX+ は SANDBOX の追加コンテンツです。同じ物理のまま、横に長いステージ(幅 1〜6 画面)を作り、公開して、他の人のステージで遊べます。
- 作る:出発点、ゴール、コイン、トゲ、バネ、鍵と扉、チェックポイント、崩れる床、見張り(敵)などを置きます。SANDBOX+ だけの部品として、壊せるブロック、ハテナブロック、ON/OFF スイッチと赤/青ブロック、ベルト、ダッシュ板、重力スイッチ、大砲があります。砂・水・溶岩もそのまま使えて、遊ぶと動き出します。
- 試す:出発点に人が立ち、← → で歩き、↑ で跳びます。ゴールに触れたらクリアです。
- 公開:自分で一度クリアしたステージだけ公開できます。題の言葉には言葉の見張りが働き、1 人 30 本まで。消すのはいつでもできます。
- みんなの作品:新しい順、よく遊ばれた順、クリアが多い順に並び、リンクで直接遊べます。気になるステージは通報できます。みんなの作品の一覧。
こんな遊び方
- 実験ガイドを 1 つ選び、書かれた手順どおりに試す。
- 同じ場面で、物質や量を変えて予想し、記録のグラフで確かめる。
- 自由に置く庭で、ダムや器、噴水、花畑を作って眺める。
- SANDBOX+ で、自分のステージを作って、クリアして、公開する。
SANDBOX は 1 枚のファイルで動き、性能の低い端末では、計算を軽くする仕組みが自動で働きます。授業での使い方は SANDBOX の科学 に書いています。画面には広告が表示されることがあります(プライバシーポリシー)。
irigonjp.net プラットフォームの設計思想と技術アーキテクチャ
irigonjp.net は、「放課後、誰かしらがいる公園」および「知的好奇心と創造性の回復」を理念として開発・運営されているブラウザ完結型の多機能ウェブプラットフォームです。特別なソフトウェアのインストールや会員登録を必要とせず、パソコン・タブレット・スマートフォンの標準ウェブブラウザから即座にすべてのシミュレーション、制作スタジオ、学習ツール、ゲームを利用できます。
1. 物理計算・音響合成・アルゴリズムの自社実装
当サイトに搭載されている各コンテンツは、ブラックボックス化された外部ゲームエンジンに頼らず、ブラウザ標準の Canvas API、Web Audio API、Web Crypto API、および純粋な JavaScript による独自の数値計算・物理モデルとして実装されています。たとえば物理サンドボックス「SANDBOX」では、セルオートマトンと流体・熱力学モデルを組み合わせ、熱伝導、沸騰と凝結、理想気体に近い圧力計算と容器の応力破壊、風成運搬による砂丘形成、蒸発と降雨の水循環、植物から捕食者に至る生態系ピラミッドを 1 秒間に数十回のステップでリアルタイムに計算しています。また作曲スタジオ「KANADE」では、AudioWorklet によるリアルタイム波形合成とマルチトラック・ミキシング、エフェクトチェーン、WAV/MIDI 書き出しをブラウザ内だけで完結させています。
2. 教育・学習における活用と探求型アプローチ
受け身で映像を見るだけでなく、「自ら条件を変えて仮説を立て、結果を観察・計測する」という探求型の学びを重視しています。理科実験ガイド(圧力・熱・風と運動)では、小学校から高等学校までの理科・物理・地学の単元に対応する実験手順と考察ポイントを掲載しています。また統合開発環境「irigon//code」では、ビジュアルブロックによるノーコード操作と実際のソースコード(HTML/CSS/JavaScript/Python/Go/Rust 等)が双方向にリアルタイム同期し、プログラミング初学者から本格的なアルゴリズム学習まで段階的にステップアップできる環境を提供しています。
3. プライバシー保護・情報セキュリティ・青少年保護の取り組み
当サイトは「不要な個人情報を集めない・保持しない」方針を徹底しています。ひとり用のゲームや制作ツールはアカウント登録不要で利用でき、作品の保存や進行記録は原則として端末内のストレージで処理されます。運営者のサーバーは、アクセス元の IP アドレスそのものを個人の記録としては保存せず、不正の対策には日ごとに変わる識別用の印だけを使います。なお、アクセス解析や広告の配信では、利用する各サービスが IP アドレスなどを取り扱います(詳しくはプライバシーポリシー)。コミュニティ機能(投稿・チャット)については 13 歳以上の利用を前提とし、利用規約への同意、言葉の見張り、ワンクリックでのミュート・ブロック、通報窓口を整備することで、安全な交流環境を維持しています。
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