\r\n\r\n

振り子の作り方・使い方

振り子とは、重力を利用して重い物体を前後に揺らす装置です。振り子は連続的で測定可能な振動、つまりオシレーションと呼ばれるものであるため、何世紀にもわたって時を刻むために使われてきた。ペンデュラムの良さのひとつは、そのシンプルさにあります。いくつかの材料があれば、自分だけの振り子を作って使い、さまざまな実験を試み、振り子の物理的な働きを見ることができます...

方法1 方法1/3:単振り子の作成

  1. 1 鉛筆をテーブルの上に水平に置く。鉛筆を片方にセットし、透明なテープでテーブルにしっかりと固定します。鉛筆を端から1.3cmほど吊り下げる。鉛筆は振り子を固定し、落下を防止するものなので、振り子が動かないように十分なテープで固定してください。鉛筆を指ではじき、テストする。テーブルの上にくっつくはずです。
  2. Image titled Build and Use a Pendulum Step 1.jpeg
  3. 2 ロープの一端に直径約2.5cmの輪を結びます。長さ2〜3フィート(0.61〜0.91m)のひもを用意し、一端を丸めて輪にします。紐の輪は鉛筆に巻き付ける必要がありますが、あまり強く巻き付けると正しくスイングしません。紐の輪がほつれないように結びます。ループを鉛筆の上にスライドさせ、きつくないか確認しながら下にスライドさせます。
  4. Image titled Build and Use a Pendulum Step 2.jpeg
  5. 3 ワイヤーで1/2インチ(1.3cm)の小さなフックを作る。長さ1.5cmの金属製フックをカールした形にする。フックにはスイングする振り子の重さがかかるので、フックに付いているナットを簡単に着脱できるように形状を調整し、振り子の重さを変えられるようにします。金属線はペンチでカールさせることができます。
  6. Image titled Build and Use a Pendulum Step 3.jpeg
  7. 4 1/4"(0.64cm)のナットをフックの端にスライドさせます。振り子のおもりには、一般的な金属製のナットを使用します。真ん中の穴はナットをフックにスライドさせるのに適しており、ナットの追加や取り外しが簡単にできるので、さまざまな重さを試すことができます。振り子の揺れでナットが落ちたり、ずれたりしないように、フックにスライドさせてください。ナットの周囲でフックを閉じないでください。ヒント:同じサイズと重さのナットを使うことで、重さを変えて振り子の揺れにどう影響するかを実験することができます。
  8. Image titled Build and Use a Pendulum Step 4.jpeg
  9. 5.フックの後ろの壁やテーブルに紙を貼る。この紙を使って、振り子を離すたびにその位置に印をつけると、離す場所によって振り子がどのような挙動をし、揺れるかを確認することができます。ナットのついたフックの後ろの背景になるように、紙をテープで貼る。鉛筆の跡が見えれば、どんな色の紙でもいい。
  10. Image titled Build and Use a Pendulum Step 5.jpeg

方法2 方法2/3:振り子実験

  1. 1 ナットの付いたフックを約 51cm 後ろに引きます。それを解放する前に, 鉛筆を使用して, それを解放する振り子の背面の紙をマークする.このように、毎回同じ場所から振り子を動かすことで、繰り返し実験ができます。実験で正確な結果を得るためには、リリースポイントを一定にする必要があります
  2. Image titled Build and Use a Pendulum Step 6.jpeg
  3. 2 振り子を離し、ストップウォッチをスタートさせます。振り子を離すときは、1分間の振動数、つまり前後に振れる回数を数えます。この作業を5回繰り返し、毎回紙の上の同じ点から振り子を離す。振り子を振ったり、押したりしないで、自然に落ちるようにする。平均を計算できるように、振動数を書いてください。
  4. Image titled Build and Use a Pendulum Step 7.jpeg
  5. 3 振動の平均を計算する。振り子を放すたびに振動した回数を数え、それを足して5で割ったものが、その距離と重さで振り子が完了した平均振動回数である。例えば、振り子を5回放し、振動数が9、7、8、10、7と出た場合、全ての数字を足して41とし、41を5で割ると、その実験の平均振動数は8.2となります。
  6. Image titled Build and Use a Pendulum Step 8.jpeg

方法3 方法3/3:振り子の物性試験

  1. 1 フックにナットを付けて、質量の違いを見てみましょう。フックにもう一つナットを付け,振り子を最初に紙に印を付けた位置に戻す。振り子を離したら、ストップウォッチをスタートさせ、1分間の振動回数を数えます。この作業を5回繰り返し、平均値を算出する。ナット1個をフックにかけた場合と2個をフックにかけた場合の振動数と平均値の違いに注目してください。スポイラー:重りを入れると振り子の質量は変わりますが、振り子の振動の速さには質量は影響しませんので、平均的な振動数は重さに関係なくほとんど同じになるはずです。
  2. Image titled Build and Use a Pendulum Step 9.jpeg
  3. 2 距離を変えて、振動に与える影響を確認する。フックのナットの1つに戻り、ひもを10インチ(25cm)ほど後ろに引いて、同じ距離からこの実験を繰り返せるように、後ろの紙に印を付けます。シェーカーを離し、1分間の振動数を数えます。これを5回繰り返し、平均値を算出する。距離(振幅ともいう)が発振速度や発振回数に影響を与えないことに驚かれるかもしれません。5インチ(13cm)の距離からもう一度実験を行い、平均振動数を求め、距離の違いがどの程度になるかを確認します。
  4. Image titled Build and Use a Pendulum Step 10.jpeg
  5. 3 10インチ(25cm)のひもを切って、効果を確認する。鉛筆を外側に滑らせ、10インチ(25cm)のひもを切って輪にし、鉛筆に戻す。次に、振り子を約25cm後方に移動させ、紙面にリリース位置をマークします。実験を5回繰り返し、平均的な振動数を求め、紐の長さが振り子にどのような影響を与えるかを確認する。さらに10インチ(25cm)のひもを切って、平均的な振動数にどう影響するかを確認します。振り子の懸垂の長さによって、振動の速さや規則性が決まるため、時間を計るために振り子が使われるのです。
  6. Image titled Build and Use a Pendulum Step 11.jpeg

ヒント

  • 2022-03-11 00:04 に公開
  • 閲覧 ( 16 )
  • 分類:教育

あなたが興味を持っているかもしれない記事

匿名者
匿名者

0 件の投稿

作家リスト

  1. admin 0 投稿
  2. 匿名者 0 投稿

おすすめ