はじめに
みんなは「新幹線」に乗ってお出かけしたことはあるかな?びゅーんと風のように走り抜ける新幹線は、見ているだけでもかっこいいし、乗るととってもワクワクするよね!
でも、新幹線はどうしてあんなに速く走ることができるんだろう?普通の電車と何が違って、どんな秘密が隠されているのかな?今回は、新幹線のスピードのヒミツや、これまでの歴史、そして日本全国で大活躍している色々な種類の新幹線について、分かりやすく大調査してみよう!

はると
すげー!新幹線って乗るだけで遠足に行くみたいでワクワクするよな!俺、あの尖った頭の形が大好きなんだぜ!

ひまり
そうね、はると。新幹線はとってもかっこいいわよね。でも、どうして普通の電車よりあんなに速く走れるのか、その理由を知っている?

はると
うーん、エンジンがすっごくデカいからか?それとも、ものすごい風の力で走っているのかな?

ひまり
ふふ、それも少し関係しているけれど、実は車体の形だけじゃなくて、線路や電気の仕組みにもたくさんの驚くべき科学の力が隠されているのよ。一緒に調べてみましょう!
新幹線ってどんな乗り物?普通の電車と何が違うの?
新幹線は、日本の大都市と大都市をものすごいスピードで結ぶ、特別な「超高速の電車」だよ。
普通の電車は、学校や買い物に行くときに使う身近な乗り物で、だいたい時速80キロから100キロくらいで走っているんだ。高速道路を走る車と同じくらいの速さだね。ところが、新幹線はなんと時速300キロ以上で走ることができるんだ!これは、サバンナを世界一速く走る動物「チーター」の時速約110キロの3倍近く、普通の車の3倍以上の速さなんだよ。東京から大阪までの約500キロメートルを、たったの2時間半くらいで移動してしまうんだから驚きだよね。
さらに新幹線は、ただ速いだけじゃないんだ。走っているときに車内があまり揺れないから、ジュースを机の上に置いてもこぼれないし、音もとっても静か。そして何より、1964年に走り始めてから今日まで、新幹線の事故でお客さんが亡くなったことは一度もないんだよ!これは世界的に見ても信じられないくらい安全な記録なんだ。
現在では、日本の素晴らしい技術である「Shinkansen」という言葉が、海外でもそのまま使われるくらい、世界中で高く評価されているんだよ。

はると
時速300キロって、俺たちが普段学校に行くときに乗る電車の3倍も速いのか!チーターよりも圧倒的に速いなんて、新幹線ってやっぱり超人的な乗り物なんだな!

ひまり
そうよ、はると。しかも、そんなに速いのに開業してから60年以上、乗客の死亡事故が一度も起きていないの。速さと安全を両方守り続けるなんて、日本の誇る素晴らしい技術力ね。
どうしてあんなに速く走れるの?速さの3つのヒミツ
新幹線が安全に、そして信じられないようなハイスピードで走り続けられるのには、大きく分けて3つのヒミツがあるんだ。
ヒミツ1:空気の壁を切り裂く「カモノハシ」のような顔の形
新幹線の先頭車両を見てみると、鼻先がすごく長くて、まるで「カモノハシ」のようにつぶれた面白い形をしているよね。実はこれ、ものすごい「空気の壁(空気抵抗)」と戦うためのデザインなんだ。新幹線がものすごい速さでトンネルに入るとき、トンネルの中の空気がギュッと押し縮められて、大きな空気の壁ができるんだ。もし頭が丸い形をしていると、トンネルに入る瞬間に「ドン!」という大きな爆発音のような音(微気圧波)がして、周りの家を揺らしてしまうんだよ。カモノハシのような滑らかで長い鼻の形にすることで、空気を優しく左右にかき分けながら静かにトンネルに入ることができるんだ。だから、あんなに静かで速く走れるんだね。
ヒミツ2:カーブや坂道、踏切がない「真っ直ぐな線路」
普通の線路には、曲がりくねったカーブや急な坂道、それに道路と交わる「踏切」がたくさんあるよね。でも新幹線の線路には、踏切が一つも存在しないんだ。すべて高い道路(高架橋)やトンネルの中に線路が敷かれているんだよ。もし踏切があると、車や人が入ってくるかもしれないからスピードを落とさなければいけないよね。新幹線は踏切をなくすことで、安心して最高スピードを出せるんだ。また、新幹線の線路はカーブがとても緩やかで、ほぼ真っ直ぐに作られているんだ。走るスピードが速すぎると、急なカーブでは遠心力で外側に倒れてしまうからね。線路の幅自体も、普通の線路(1067ミリメートル)より広い「標準軌(1435ミリメートル)」を使っていて、車体が大きく横に揺れるのを防いでいるんだよ。
ヒミツ3:強力な電気をキャッチする「パンタグラフ」とモーター
新幹線を動かしているのは、ガソリンではなく「電気の力」だよ。新幹線の屋根の上には、架線(電線)から電気を受け取るための「パンタグラフ」というひし形やT字型の大きな部品がついているんだ。新幹線は、普通の電車よりもはるかに高い電圧(2万5000ボルト)の電気を受け取って走っているんだ。さらに、普通の電車は先頭と後ろの車両だけにモーターがついていることが多いけれど、新幹線はほぼすべての車両の床下に強力なモーターが取り付けられていて、全員で力を合わせて一気に加速しているんだよ。

はると
なるほど!踏切が全然なくて真っ直ぐな線路だから、邪魔されることなくびゅんびゅん飛ばせるんだな!それに、カモノハシみたいな顔にもちゃんとした理由があったなんて知らなかったぜ!

ひまり
カモノハシの形は「ロングノーズ」と呼ばれていて、空気の力をスーパーコンピュータで計算して生まれた形なのよ。ただかっこいいだけじゃなくて、環境にもやさしく走るための科学の工夫なのね。
新幹線はいつから走っているの?歴史をのぞいてみよう
新幹線が日本に誕生したのは、今から60年以上前の1964年(昭和39年)10月1日のことだよ。この年は、日本で初めて「東京オリンピック」が開催された歴史的な年なんだ。世界中からやってくるお客さんに、日本の素晴らしい技術を見せるために開発されたんだよ。
一番最初に走ったのは、「0系(ぜろけい)」という名前の新幹線。みんながよく知っている新幹線とは少し違って、お鼻が丸くて、ぽっちゃりした可愛らしい形をしていたんだ。白地に青いラインが入ったこの車両は、当時「夢の超特急」と呼ばれて、日本中で大ブームになったんだよ。0系の最高時速は210キロ。今と比べると少し遅いけれど、それまで東京から大阪まで片道6時間半以上かかっていたのを、なんと4時間(その後3時間10分)に縮めてしまったんだ。これによって、日本の人々の暮らしやビジネスは劇的に便利になったんだよ。
その後、技術がどんどん進歩して、1992年には最高時速270キロの「のぞみ(300系)」が登場し、東京〜大阪間は2時間半で結ばれるようになったんだ。さらに、車体が軽くなり、電気を節約できるハイテクな新幹線(N700Sなど)が開発され、今の便利な超高速ネットワークが完成したんだね。

はると
初代新幹線ってお鼻が丸くて可愛かったんだな!「夢の超特急」って名前、すごくワクワクするぜ!昔の人たちも初めて新幹線に乗ったときは、びっくりしただろうなぁ。

ひまり
そうね。東京と大阪が半分の時間で移動できるようになったのは、当時の人々にとって驚天動地のできごとだったはずよ。この0系の成功が、世界の高速鉄道の歴史の幕開けになったと言われているわ。
日本全国を走る!いろんな新幹線大集合
現在、日本には北は北海道から南は鹿児島まで、さまざまな種類の新幹線が毎日たくさん走っているよ。その中でも、特に大人気で特徴的な仲間たちを紹介するね!
1.日本最速のスピードスター!「はやぶさ(E5系)」
東北新幹線を走る「はやぶさ」は、鮮やかな常盤グリーン(エメラルドグリーン)とピンク色の細いラインが目印の、とってもスタイリッシュな新幹線だよ。なんと国内最速の時速320キロで走ることができて、東京から青森や北海道までを一瞬で結んでしまうんだ。その長い鼻は15メートルもあって、空気抵抗を極限まで減らしているよ。
2.真っ赤なボディの秋田新幹線「こまち(E6系)」
「はやぶさ」と連結して走ることも多い「こまち」は、茜色(あかねいろ)と呼ばれる燃えるような赤いボディが特徴の新幹線だよ。新幹線の線路だけでなく、普通の電車の線路も走ることができるように、車体の大きさが少し小さめに作られている珍しい新幹線なんだ。
3.見られたら超ラッキー!「ドクターイエロー(923形)」
「幸せの黄色い新幹線」として有名なのが「ドクターイエロー」だよ。これはお客さんを乗せる新幹線ではなく、新幹線の線路や架線に異常がないかを走りながら検査する「お医者さん」のような新幹線なんだ。運行スケジュールが一切公開されていないため、偶然見ることができたら「幸せになれる」という都市伝説があるくらい、鉄道ファンに大人気の特別な車両なんだよ。

はると
「はやぶさ」の時速320キロってめちゃくちゃ速いな!それに「ドクターイエロー」はお医者さん新幹線なのか!俺も一生に一度は生で見て、幸せになりたいぜ!

ひまり
ふふ、ドクターイエローはお客さんが乗っていない夜間や昼間に、みんなが安全に新幹線に乗れるように線路や電気の具合をチェックしてくれているのよ。影でみんなを支えるヒーローなのね。
まとめ:これからの新幹線と未来への夢
新幹線は、ただ「速い」だけではなく、環境にやさしくて、世界一安全な、日本が世界に誇れる素晴らしいハイテク乗り物なんだ。
そして今、新幹線はさらに新しい未来へ向かって進んでいるよ。例えば、磁石の力で車体を線路から10センチメートルほど浮かせて走る「リニア中央新幹線」の開発が進んでいるんだ。このリニアは、なんと時速500キロという、飛行機に近いスピードで走ることができるんだよ。これが完成すると、東京から名古屋までをわずか40分、大阪までを67分で結ぶことができるようになるんだ。
みんなが大人になる頃には、日本中、あるいは世界中で、さらに新しく進化した新幹線がびゅんびゅん走っているかもしれないね。今度、新幹線を見かけたり乗ったりするときは、ぜひその流線型の形や、踏切のない真っ直ぐな線路、そしてそれを支えるたくさんの科学の技術に注目してみてね!

はると
リニアは時速500キロか!東京から名古屋まで40分なんて、ちょっとお昼寝している間に着いちゃうじゃねーか!未来の新幹線、俺も絶対に乗ってみたいぜ!

ひまり
時速500キロの世界なんて、本当に想像がつかないわね。でも、どんなに時代が進んで新幹線が速くなっても、一番大切な「安全性」と「快適さ」はずっと守られ続けてほしいわね。
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