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ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

ブーメランは、なぜ おした ほうこうと ちがう ほうへ まがって もどって くるの?

戻らなかったと考えられる4万年前のブーメランと、円を描いて戻る現代のブーメラン

戻るブーメランは、揚力の差と歳差運動でなぜ曲がるのか ── 約4万年前の「戻らない型」との違い

分野:技術

いま 見つかって いる いちばん ふるい ブーメランの 1つは、およそ 4万年まえの ものです。でも、なげても もどって こなかったのでは ないか、と いわれて います。

では、もどって くる ブーメランは、なにが ちがうのでしょう。ちからを くわえた ほうこうと、ちがう ほうへ うごく ふしぎな うごきが かくれて います。その わけが わかります。

ヨーロッパ最古級とされるブーメランは、約4万年前のマンモスの牙でできています。ところが研究者は、これは投げても戻ってこなかっただろうと考えています[4][5]。

では、戻ってくるブーメランは何が違うのでしょうか。回転する翼の片側だけが強く持ち上げられること、そしてその力が加わった向きとはずれた方向に効くことが、円を描いて帰る道すじをつくります。この記事では、その理由と、研究者たちの確かめ方が分かります。

ポーランドのオブワゾワ洞窟から出たマンモスの牙製のブーメラン(約72cm)は、2025年のPLOS ONEの研究で較正年代が約4万2290〜3万9280年前(95.4%の範囲)とされ、ヨーロッパ最古級、世界最古の可能性もあるといわれる。ただし形は三日月形で、研究者は、よく見る戻る型のようには戻らなかっただろうと推定している[4][5]。

では、戻る型の飛行は、何によって成り立っているのか。回転と前進で翼の揚力が不均一になること、その揚力の差が生むトルクに対して、回転体はトルクの向きとは異なる向きに軸を動かすこと、さらに飛行中に機体が寝ていくことが分かる。1968年の実験論文から2019年の数値計算まで、確かめ方の流れも示す。

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1. いちばん ふるい ブーメランは、もどって きたの?

1. 約4万年前のブーメランは、戻ってきたのか

1. 最古級のブーメラン(約4万年前)は、戻る型だったのか

ポーランドの どうくつから、マンモスの きばで できた ブーメランが 見つかりました。ながさは 70センチを こえます。およそ 4万年まえの ものと されて います[4]。

かたちは、みかづきのように まがって います。オーストラリアの せんじゅうみんの 一部が つかった「もどらない ブーメラン」に にて いる、と いわれます。なげれば とびますが、もどっては こなかっただろう、というのが けんきゅうしゃの かんがえです。かたちから かんがえた ことで、じっさいに とばして たしかめた わけでは ありません[5]。

じつは、ブーメランには 「もどる もの」と「もどらない もの」が あります[3]。オーストラリアには、もどらない かりの ぼうだけを もつ 人たちも いた、と いわれて います[8]。

この ブーメランは、もどらない かたちだった ようです。では、もどる ブーメランは、なにが ちがうのでしょう。

ポーランド南部のオブワゾワ洞窟から、マンモスの牙で作られたブーメランが見つかりました。長さは約72cmで、2025年の研究で、約4万年前のものとされています。ヨーロッパ最古級で、世界最古の可能性もあります[4]。

形は三日月に近く、オーストラリアの先住民の一部が使った「戻らないブーメラン」に似ています。投げれば飛びますが、戻ってはこなかっただろう、というのが研究者の推定です。実際に飛ばして確かめた結果ではありません[5]。

ブーメランには、戻るものと戻らないものがあります。戻るものは薄くて軽く、翼の断面が飛行機の翼に似ています。戻らないものは重くて平らで、まっすぐ飛んで強く当たるように作られます[3]。オーストラリアにも、戻らない狩り用の棒だけを持つ集団や、戻る型と戻らない型の両方を持つ集団があったといわれます[8]。

ブーメランが戻ってくるかどうかは、形によって分かれるようです。では、戻るブーメランは何が違うのでしょうか。

オブワゾワ洞窟のマンモスの牙製ブーメランは、長さ約72cmで、PLOS ONE(2025年)の研究では較正年代が約4万2290〜3万9280年前(95.4%)とされる。ヨーロッパ最古級で、世界最古の可能性もあるが、確定とは書かれていない[4]。

注目したいのは形だ。三日月形で、オーストラリア先住民の一部が使った「戻らない」ブーメランに似ており、投げれば飛ぶが、よくある戻る型のようには戻らなかっただろうとされる。これは研究者の推定であり、飛行実験の結果ではない[5]。

そもそもブーメランは2種類に分けられる。戻る型は薄く軽く、翼が飛行機の翼に似た断面をもつ。戻らない型は重く平らで、直進して強く当たるように作られる[3]。オーストラリア先住民の集団には、戻る型と戻らない狩猟用の棒の両方をもつ集団も、戻らない型だけをもつ集団もあったとされる[8]。戻る型は主に東部と西部で、遊びや競技、鳥を網へ追いこむ猟に使われたという。

つまり、「ブーメランは戻るもの」という印象は、すべてのブーメランに当てはまるわけではない。では、戻る型は、飛行の仕組みの何が違うのか。

2. もどる ブーメランは、どんな かたちを して いるの?

2. 戻るブーメランは、どんな形をしているのか

2. 戻る型の形 ── 薄く軽い翼を、80〜120度の角度でつなぐ

もどって くる ブーメランは、うすくて かるい ものが ふつうです。はねを 2まい、くの字に つないだ かたちを して います[2]。

はねの 角度は、80度から 120度ぐらいが よく ある かたちです。はねの きりくちは、ひこうきの はねに にて います[3]。

3まい いじょうの あたらしい かたちも あります。いずれも、ひこうきの はねのように、空気を うけて ういたり まがったり します。

では、くるくる まわりながら すすむと、この はねには なにが おきるのでしょう。

戻ってくるブーメランの典型は、2枚の翼を80〜120度の角度でつないだ形です。3枚以上の新しい型もあります[2]。

薄くて軽く、翼の断面が飛行機の翼に似ているのは、空気を受けて浮かぶ力を生むためです[3]。大きさは10cm未満のものから180cmを超えるものまであるとされます。戻る型の飛ぶ距離は、資料では目安として20〜40mと紹介されますが、条件で変わります[8]。

飛行機の翼と似ているなら、ブーメランも飛んでいるあいだ、空気から持ち上げる力を受けているはずです。ただし、ブーメランは回転しています。回転しながら進むと、翼のどこで何が起きるのでしょうか。

戻る型の典型は、2枚の翼を80〜120度の角度でつないだ形で、3枚以上の新しい型もある[2]。薄く軽く、翼の断面が飛行機の翼(エアフォイル)に似ているのは、空気の流れから揚力を得るためだ[3]。大きさは10cm未満から180cm超まで幅があるとされる。戻る型の射程は、資料では目安として20〜40mと紹介されるが、条件で変わる[8]。

形が飛行機の翼に近いなら、ブーメランの揚力は、飛行機と同じく空気に対する翼の速さで決まるはずだ。ところが、ブーメランは回転しながら進む。回転の分が上乗せされると、翼のどの部分で空気に対する速さが変わるのか。次の章で、その差を見る。

3. くるくる まわると、はねの かたほうだけ つよく おされる

3. 回転しながら進むと、翼の片側だけ強く持ち上げられる

3. 回転と前進の足し算 ── 翼の上の端だけが、空気に対して速くなる

ブーメランを、ほぼ たてに して、まわしながら なげる ところを おもいうかべて ください。ぜんしんで すすみながら、くるくる まわります。

まわって いる ときの 上の はしは、まえへ すすむ むきに うごきます。すすむ はやさに、まわる はやさが たされるので、空気に たいして とても はやく なります。

下の はしは、まわる むきが ぎゃくです。すすむ はやさから、まわる はやさが ひかれるので、空気に たいして おそく なります。

はやく 空気を きる 上の はしは、おそい 下の はしより、おおきな もちあげる ちから(ようりょく)を うけます[1]。

ちからが かたよると、ブーメランは そのまま まっすぐには すすめません。どう なるのでしょう。

ブーメランを、ほぼ縦に立てて回しながら投げる場面を思い浮かべてください。ブーメランは、前へ進みながら回転しています。

回転で進行方向へ動く上の端は、前進の速さに回転の速さが足されるため、空気に対してとても速くなります。反対に、下の端は回転が逆向きなので、前進の速さから引かれて空気に対して遅くなります。ここでいう「上側」は、翼の上面ではなく、回転している翼の上端のことです。

速く空気を切る上の端は、遅い下の端より大きな揚力を受けます[1]。翼の断面が揚力を生み、回転と前進が、その大きさを左右でそろわなくします[2]。

揚力が上の端で大きいなら、ブーメランは下向きや横向きに倒れそうです。ところが、実際には、投げ手のほうへ曲がって戻ります。ここに、回転する物体特有の動きが関わります。

ほぼ縦に立てて回しながら投げたブーメランでは、回転で前へ動く上の端は、前進の速さと回転の速さが足されるので、空気に対して速くなる。下の端は回転が逆向きなので、前進の速さから回転の分が引かれ、遅くなる。ここでいう「上側」は、翼の上面ではなく、回転する翼の上端だ[1]。

揚力は空気に対する速さに応じて大きくなるため、上の端のほうが下の端より大きな揚力を得る。回転と前進の組み合わせが、翼全体の揚力を不均一にする[2]。

この揚力の差は、ブーメランの回転軸をかたむけるトルクになる。ところが、飛行のようすを見ると、軸は力の向きにそのままかたむくのではなく、曲がって投げ手のほうへ戻る。力と動きの向きは、どうずれているのか。

4. おした ほうこうと、ずれた ほうへ うごく

4. 押した力とはずれた向きに、軸が動く

4. 歳差運動 ── 揚力の差がトルクになり、軸がトルクとは別の向きに動く

まわって いる ものに ちからを くわえると、ふしぎな ことが おきます。おした ほうこうでは なく、ちがう ほうこうへ、まわる じくが うごく ことが あるのです。ブーメランの ずでは、およそ 90どずれた ほうへ うごく ものとして しめされます[1]。

この うごきを、さいさ うんどうと よびます。まわって いる こまが、じくを ゆっくり ふりながら まわる ときと おなじ なかまの うごきです。

ブーメランでは、上の はしが つよく もちあげられます。その ちからが ずれて きくので、とぶ みちが まがります。右手で なげる ブーメランでは、うえから 見て ひだりまわりに まがり、なげた 人の ほうへ えんを えがいて もどります[1][2]。

もどる ふしぎは、「ちからの ずれ」だった、と いえそうです。では、とんで いる あいだ、ブーメランは どんな かっこうを して いるのでしょう。

回転している物体に横向きの力をかけると、回転軸は力の向きとは異なる向きに動きます。これが歳差運動です。ブーメランの図では、およそ90度ずれた向きとして示されます[1]。回っているこまが、軸をゆっくり振りながら回る動きと、同じ仲間です。

ブーメランでは、上の端の揚力が大きいことが、軸をかたむけるトルクになります。このトルクに対して、軸はトルクとは別の向きに動きます。右手で投げる型では、上から見て左回りに歳差を起こし、飛ぶ道すじが曲がって、投げ手のほうへ円を描きます[1]。

別の資料でも、戻る仕組みは「揚力」と「歳差運動」の組み合わせだと説明されています。回転と前進で翼の揚力が不均一になり、自然な回転が直角方向にねじれるため、曲がる飛行になります[2]。

力を加えた向きとはずれて動くことが、戻る理由の中心にありそうです。では、ブーメランは飛んでいるあいだ、どんな姿勢になっているのでしょうか。

回転する物体にトルク(力が物体を回そうとするはたらき)がかかると、軸はトルクの向きとは異なる向きに動く。これが歳差運動だ。この資料の図では、ずれはおよそ90度として示される。揚力の差がブーメランにトルクを与え、そのトルクが、右投げ用では上から見て左回りに歳差を起こす。この歳差のせいで飛行の道すじが曲がり、投げ手のほうへ円を描いて戻る[1]。左投げ用は向きが逆になると考えられるが、ここで使った資料には書かれていない。

別の資料も、戻る仕組みを、翼の断面が生む揚力と歳差運動の組み合わせとして説明する。回転と前進で翼の揚力が不均一になり、自然な回転が直角方向にねじれて、曲がる飛行になる[2]。

では、この説明は実際のブーメランの動きとどれくらい合うのか。飛行の途中の姿勢の変化まで含めて、研究はどう確かめてきたのか。

5. とぶ うちに、たてだった ブーメランが よこに なって いく ── けんきゅうしゃは どう たしかめた?

5. 飛ぶうちに、立っていた機体が水平に近づく ── 実験と計算で確かめる

5. 横倒しと楕円の道すじ ── 1968年の実験から、2019年の数値計算へ

もどって くる ブーメランは、とんで いる あいだに、すこしずつ ねて いきます。もちあげる ちからの 中心が、おもさの 中心より 前に あるので、ねかせる ちからが はたらくからです[2]。

たてに なげた ブーメランが、もどって くる ころには、よこに ねた かたちで もどる、ということです。

この ふしぎを しらべた 人が います。オランダの ぶつりがくしゃ、フェリックス・ヘスは、1968年に ブーメランの 空気の ちからを コンピューターで けいさんし、そとで じっけんして たしかめた ろんぶんを、サイエンティフィック・アメリカンと いう ざっしに のせました[7]。

2019年には、アメリカの 大学などの けんきゅうで、ブーメランの よこたおしの うごきと、だ円の みちを、けいさんで もう いちど つくりだしました。この ことは、かるくて はやい 小さな ドローンにも あてはまる、と いわれます[6]。

戻るブーメランは、飛ぶあいだにだんだん寝ていきます。揚力の中心が重心より前にあるため、機体を寝かせる力がもう一つ生まれるからです[2]。縦に投げたものが、戻るころには水平に近づいているわけです。

この動きを、科学として調べた人がいます。オランダの物理学者フェリックス・ヘスは、ブーメランに働く力をコンピューターで解析し、野外実験で確かめた論文「ブーメランの空気力学」を、1968年11月の雑誌サイエンティフィック・アメリカンに発表しました[7]。

2019年には、カリフォルニア大学サンディエゴ校などの研究が、翼の各部分で空気の向きと迎え角が、回転のたびに逆転することを計算に入れ、その影響を含めた揚力やモーメントを考えました。そして、ブーメランの横倒しの動き(ニューテーション)と、楕円の飛行経路を、数値計算で再現しました。観察されるブーメランの飛び方と矛盾しない結果だと報告されています[6]。この理論は、軽くて速い小型のドローンにも当てはまるといいます。

歳差の考え方を先にたどった研究に、さらに細かい動きを足した研究、と受け取れます。従来の説明が誤りだったという話ではありません。

戻る型は、飛行中に水平に近づいて寝ていく。揚力の中心が重心より前にあるため、機体を寝かせる力がもう一つ加わるからだ[2]。縦に投げた機体が、戻るころには水平に近い姿勢になる。

この飛行を実験と計算で確かめたのが、オランダの物理学者フェリックス・ヘス(Felix Hess)だ。ヘスは、ブーメランの飛行経路に影響する力をコンピューターで解析し、野外実験で検証した論文「The Aerodynamics of Boomerangs」を、1968年11月の Scientific American に発表した[7]。

では、半世紀後の研究は何を足したのか。Gudem・Schütz・Holland(AIAA Aviation Forum 2019)は、翼の各部分で空気の向きと迎え角が回転のたびに逆転することを考慮した。そしてピッチングモーメントがゼロでないことを示し、横倒し(ニューテーション)と楕円の飛行経路を数値計算で再現した。結果は、観察されるブーメランの飛行とも矛盾しない。先行研究の拡張であり、従来の説明が誤りだったとはされていない。理論は、軽くて速い小型ドローンにも当てはまるという[6]。

揚力の差、歳差、寝ていく動きが組み合わさって、戻る道すじがつくられる。4万年前のブーメランが戻らなかったとしても、戻る型は、形と回転の組み合わせで別の飛び方を選んだ道具、と見ることができる。

6. もっと しりたく なったら

6. 自分でも調べてみたくなったら

6. 自分でも調べてみたくなったら

この メモでは、ブーメランを じっさいに なげる ことは すすめません。ひろい ばしょと ほうほうが ひつようなので、まずは 本や ひろい 公園の ようすで しらべて みてください。

たしかめて みたい ことは、3つ あります。「もどらない ブーメランは、どうして まっすぐ とぶのか」。「かたちが くの字だと、なにが かわるのか」。「ドローンの うごきは、どこが にて いるのか」です。

ブーメランに くわしい 人や 科学館に、きいて みるのも いい ほうほうです。

自分で調べるなら、次の3つの問いがあります。

  1. 戻らない型は、なぜまっすぐ飛ぶのか。戻る型との形や重さの違いに注目します[3]。
  2. 投げ方で、揚力の左右差はどう変わるのか。「ほぼ縦に、少し傾けて」といった投げ方の具体は、このメモでは扱っていません。
  3. 小型ドローンの飛び方とブーメランは、どこが似ているのか[6]。

ブーメランを実際に投げるときは、広い場所で、人のいない向きに投げます。まずは、ブーメランの愛好団体や博物館の資料で調べてみてください。

このメモの説明は、飛行の大まかな道すじを、解説資料と研究論文で確かめたものだ。細かい点は、原典で追うことができる。

  • HyperPhysics(ジョージア州立大学)のブーメランの項は、揚力と歳差の関係を、図とベクトルで示している[1]。
  • 2019年のAIAAの論文は、空気の向きと迎え角の逆転という、翼の各部分の動きまで計算している[6]。英語だが、図や結論から読み始めると入りやすい。日本語で調べたいなら、図書館や科学館の本・展示も手がかりになる。
  • 2025年のPLOS ONEの研究は、約4万年前のブーメランの年代や素材を扱う[4]。

読み比べると、「なぜ戻るのか」だけでなく、「何を測れば確かめられるのか」も見えてくる。投げ方の具体は、このメモの資料の範囲では確かめていない。実際に投げるときは、広い場所で、人のいない向きに投げる。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

本文の事実は、次の資料から確かめました。射程・大きさ・集団ごとの使い方はWikipediaの抜粋にもとづくため、目安として読んでください。

  1. HyperPhysics「Boomerang as Vector Rotation Example」(ジョージア州立大学)。https://hyperphysics.gsu.edu/hbase/brng.html (揚力の左右差と歳差運動で曲がること)
  2. Kevin Verbael「Boomerang Physics 101」(boomerangs.com)。https://boomerangs.com/blogs/boomerang-physics/18535657-boomerang-physics-101 (形、揚力と歳差の組み合わせ、飛行中に寝ること)
  3. United States Boomerang Association「History」。https://www.usba.org/history/ (戻る型と戻らない型の違い)
  4. ボローニャ大学 Unibo Magazine「Europe's and possibly the world's oldest boomerang」。https://magazine.unibo.it/en/articles/europe2019s-and-possibly-the-world2019s-oldest-boomerang (約4万年前のマンモスの牙のブーメラン)
  5. Archaeology Magazine「Mammoth tusk boomerang found in Poland」(2025年)。https://archaeologymag.com/2025/06/mammoth-tusk-boomerang-found-in-poland/ (戻らない型に似るとされる点)
  6. Gudem, Schütz, Holland「Flight Dynamics of Boomerangs」(AIAA Aviation Forum 2019)。https://rfic.ucsd.edu/wp-content/uploads/2024/12/2019-Flight-Dynamics-Boomerangs-Impact-of-Reversal-of-Airflow-Reversal-of-Angle-of-Attack-and-Asymmetric-Lift-PDF.pdf (数値計算で楕円の経路を再現)
  7. Felix Hess「The Aerodynamics of Boomerangs」Scientific American(1968年11月)。https://www.scientificamerican.com/author/felix-hess/ (コンピューター解析と野外実験)
  8. Wikipedia「Boomerang」。https://en.wikipedia.org/wiki/Boomerang (先住民の集団ごとの使い方、大きさと射程の目安)

なおした ところ

更新履歴

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