まだ免許を持っていない高校生です。 - よく車の動画を見るのですが、

まだ免許を持っていない高校生です。
よく車の動画を見るのですが、シフトダウンするとエンジンの回転数が一瞬上がりますが、何故上がるのかよく分かりません。
調べても今ひとつわかりませんでした。
理解力があまりないのでわかり易く説明してくれると嬉しいです。

シフトダウンすると、「タイヤがエンジンを回す側になるから」です。
(普段はエンジンがタイヤを回す。)

こんにちは・ω・
Q.シフトダウンするとエンジンの回転数が一瞬上がりますが、何故上がるのかよく分かりません
A.MT車両前提で回答させていただきます、まず一瞬上がるのではなくドライバーがエンジンを吹かしている為上がるのです。（基本的な部分は省略）
それは何故かというとシンクロメッシュで入れたいギア（例３→２）に入れクラッチをそのまま繋げてしまうとエンジンの回転がトランスミッションの回転より回転差がある為シフトショックが発生します、
例を上げるとエンジンの回転数が４０００rpmでトランスミッションの回転が６０００rpmとしそのまま繋げたらどうなると思いますか？ 答えは２０００rpmの回転差がある為シフトショックが発生するのでトランスミッション回転数

６０００rpmに合わせる様にエンジンも同じ６０００rpmに吹かしてあげることによりシフトショックがほぼ軽減されます、（これが回転合わせ）一部のプロの場合はほぼショックが無といっても過言ではないと思います。
シフトダウン方法はクラッチ切り、アクセル踏みシフトを入れたいギアへ当てる、シフトが入った時にほぼエンジンの回転数が合っているのでクラッチを繋げアクセルを抜いてシフトダウン終了、
そのシフトダウンがブリッピングというシフトダウンテクニックです。
ブレーキを使用した場合はヒールアンドトゥです。

フェアレディZや現行のシビックタイプR等は自分でエンジンを吹かさずにそのままギアを入れてクラッチを繋げるだけでコンピューター？によって回転合わせを行ってくれるレブマッチシステム（会社によって名前は異なる）を採用しています。
pivot社が一部の電子スロットル車両に上記のレブマッチシステムが搭載されたスロットルコントローラーを後付けで取り付ける事が可能だそうです。

変速の付いた自転車は乗ったことがありますか？
ギヤを重いもの(増速)に変更すると足の回転が遅くなりすよね？
逆に軽いものに変更するとそこから足を速く動かさないとならないですよね？
車のミッションも理屈は同じです。
車のミッションの中はチェーンではありませんが、ギヤで同じように軽いギヤ(低速)、中くらいのギヤ(中速)、重たいギヤ(高速)と何種類かに別れていて、速度や負荷に合わせてギヤを変更します。
低速ギヤ側から高速ギヤ側に変更すれば回転数は落ち、逆に高速ギヤ側から低速ギヤ側に変更すれば回転数は上がります。
この時の回転数の上げ下げは一般的なMTであれば全て手動で行います。
回転数を上げる際の操作のことをブリッピングと言います。
そしてブリッピングとブレーキを踏む作業を同時に行うテクニックのことをヒールアンドトウといいます。
言葉で説明しても理解できない人が多いので免許を取って車を買って乗って理解する方が良いと思います。
ATやDCT(2ペダルMT)ではブリッピングを自動で行ってくれるので意識する必要はありません。
また最近の高性能MT車にはブリッピングを自動的に行ってくれる車種もあります。

100㎞/hで走行中
５速で2,000回転
４速で3,000回転なら
５速から４速にシフトダウンする場合1,000回転分エンジン回転を上げて、速度とエンジン回転数を合わせてあげる必要が有ります。
なのでシフトダウンの時は、エンジン回転数が上がります。
簡単でしょ？

自動車のエンジンっていうのは、一般的に1000回転弱～7000回転くらいまでの限られた領域で動きます。物によっては1万回転以上回るものもありますが、いずれにせよ、エンジンとタイヤを停止状態から発進可能なギア比で接続すると、大した速度が出ないうちにエンジンが吹けきってしまいます。
そのために、ギアを切り替えます。速度を上げるにつれ、1→2→3→4→5と、どんどん高いギアにシフトアップしていきます。
つまりシフトアップというのは、同じエンジン回転数でより高い速度を出すために行うものです。逆に言えば、シフトアップ前とシフトアップ後では、同じ速度であってもエンジン回転数は低くなります。
ということは、シフトダウンする場合、シフトダウン前とシフトダウン後では、同じ速度であってもエンジン回転数は高くなるわけです。
マニュアル車を運転している動画を見ると（実写でもいいですが、分かりやすいのはイニシャルDのアニメなどですね）、シフトダウン時に左足でクラッチを踏むと同時に、右足のつま先でブレーキペダルを踏みながらかかとを右側に出してアクセルをチョンと踏んでいるのがお分かりいただけるかと思います。つま先とかかとを同時に使うので、「ヒール＆トゥ」と呼ばれるテクニックです。
ブレーキを踏んで減速しつつクラッチを切り、シフトダウンし、そのままいきなりクラッチを繋ぐと、アクセルから足を離したことで回転数が落ちたエンジンが、いきなりタイヤと接続されるショックが発生します。それはエンジンにもクラッチにも良くありませんし、一瞬強烈なエンジンブレーキが掛かってしまいタイムロスになりますので、かかとでチョンとアクセルを踏むことでエンジン回転数を上げておき、クラッチをスムーズに接続できるようにしているのです。
なお、回転数を合わせるためにアクセルをあおることを「ブリッピング」といいます。最近のマニュアル車ではつま先とかかとを同時に使うような器用なことをしなくても、コンピューターが自動的にやってくれるものもあります。

もう細かい話を一切すっ飛ばして説明すると
スピードが一定の場合、ギアが高いほどエンジンの回転は低くなります。
こんな車が実際にあるかどうかは別としてイメージとしてはこんな感じです。
速度=50キロ
1速=5000rpm
2速=3000rpm
3速=2500rpm
4速=2000rpm
5速=1500rpm
よって、この車だと
50キロを維持しながら5速から4速へ下げると回転数が500上がり、
さらに3速へ下げるとさらに500上がる
という具合です。