スゴ!リアルタイムで手に入る「ばね振り子」の位置と加速度を見てみよう!

今日はイージーセンスの力センサを使った実験を紹介します。
イージーセンスとはリアルタイムでいろいろな物理量を計測できる、非常に便利な道具です。

私はPCと接続をして使う3リンクというものを活用しています。

今回用意したのは、

力センサ×2、スタンド、ばね、おもり70g×2(水圧実験で使うものを使いました)、PC

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力センサ

です。まずは中3などで使えるかなとおもいますが、作用反作用の確認実験からです。

力センサ2つをつかって、お互いのセンサ部分をおしつけると、
作用反作用の2つの力を数値でみることができます。

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赤と青の線がほぼ同一になっているのがわかります。

生徒一人一人に実際に押してもらうと、よりわかりやすいとおもいます。

ばねばかりを2つつかってというのも手軽でよいのですが、
やはりグラフとなって数値で瞬時に表すことができるとよいですよね。多くは用意できないとおもうので、ばねばかりと合わせて導入するといいとおもいます。

次に単振動の実験についてご紹介します。
力センサをクランプで固定して、そこにばねをつるして、ばね振り子を作ります。ばね振り子には、おもり140gをつけて実験をします。

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力センサは精度がプラスマイナス0.1Nと大きいので、
大きめのおもりをつけて実験をすることをおすすめします。

実際にゆらしてみると、ばねの力がリアルタイムで表示されていきます。これを見ているだけでも面白いですね。センサのレンジは-5Nから+5Nまでとしました。

これが力を示しているので、mで割れば物体の加速度を示していることになります。

下にモーションセンサーをおいて、位置も記録してみると、
ちょうど力とは逆向きになっているのが観察できて、演示として見せておく価値ありの実験です。

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上が力センサ、下がモーションセンサーのグラフ

力センサ自体もそんなに高いものではないので、まずは演示用として2つくらい買っても損はないとおもいます。
ぜひお試しください(^^)

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桑子 研(くわこけん)
 1981年群馬県生まれ。サイエンストレーナーとして全国で実験教室やICT活用講演会を開いている。著書は『大人のための高校物理復習帳』(講談社)、『きめる!物理基礎』(学研)など10冊。