Heitä vasara ja näe fysiikka! Älypuhelinsovellus paljastaa massakeskipisteen kauniin liikeradan

Olen fysiikan opettaja Ken Kuwako. Jokainen päivä on kokeilu.

Heitä nuijaa! Tunne itsesi Hammer Broksi!

Stroboskooppikuvista tuli jokapäiväistä hupia!

Oletteko koskaan nähneet stroboskooppikuvaa? Fysiikan oppikirjoissa on usein sivuja, joissa pallo lentää kaaressa tai juoksijan liike on paloiteltu sarjakuvamaiseksi otokseksi. Oletteko miettineet, miten ne on oikein otettu? Perinteisesti se vaatii pimeän huoneen, avoimen sulkimen ja tasaisin väliajoin välähtävän valon, joka vangitsee liikkuvan kohteen jokaisen hetken yhdelle kuvalle.

Vaikka tekisi mieli kokeilla, erikoislaitteet ja pimiöt eivät yleensä löydy kotoa. Mutta ajat ovat muuttuneet. Nykyään iPhone-sovellukset, kuten erilaiset ”motion shot” -työkalut, tekevät työn puolestasi. Sovellus tunnistaa liikkuvan kohteen maisemasta automaattisesti ja yhdistää sen radan yhdeksi kuvaksi. Tänään esittelen kokeen, jossa paljastamme monimutkaisen liikkeen taakse kätkeytyvän fysiikan kauniin lainalaisuuden tämän sovelluksen avulla.

Mitä tarvitset

Nuijan (myös kuminuija käy), eristysteippiä ja iPhone-sovelluksen.

Huomautus: Käytä puista tai kumista vasaraa, jotta lattia ei vaurioidu. Muista huolehtia turvallisuudesta heittäessäsi!

Toimi näin

① Aluksi valmistelut. Etsi nuijan painopiste (tasapainopiste). Kokeile tukea nuijaa yhdellä sormella ja etsi kohta, jossa se pysyy täydellisessä tasapainossa. Merkitse tämä kohta kiertämällä siihen eristysteippiä. ② Käynnistä sovellus ja valmistaudu kuvaamaan. On helpompaa, jos joku muu toimii kuvaajana.

③ Paina kuvauspainiketta ja heitä nuija ilmaan niin, että se pyörii. Tunne on kuin Super Marion Hammer Brolla!

④ Säädä kuvauksen jälkeen sovelluksen aikaväliä niin, etteivät hahmot mene liikaa päällekkäin ja lopputulos näyttää hyvältä. ⑤ Tulosta kuva ja piirrä kynällä viiva nuijan painopisteen (teippikohdan) kautta. ⑥ Vertaa viivaa matematiikasta tuttuun parabeliin. Valmista tuli. Helppoa, eikö vain? (^^) Katso alta video todellisesta tilanteesta. Vaikka nuija pyörii villisti, yksi piste liikkuu täydellisen säännöllisesti.

Korostetaanpa nuijan painopistettä (teipattua kohtaa). Piirretään parabeli grafiikkaohjelmalla ja asetetaan se kuvan päälle.

Kun kaksi kuvaa yhdistetään läpinäkyvästi, tulos on entistä mielenkiintoisempi.

Kun mittasuhteet säädetään kohdalleen, ne täsmäävät hämmästyttävän tarkasti.

Massapisteen seuraamisen taito

Kun katsot koko vasaraa, sen varsi heiluu sinne tänne ja koko esine tuntuu pyörivän hallitsemattomasti. Mutta kun keskityt vain painopisteeseen, huomaat sen piirtävän kauniin ja puhtaan parabelin. Fysiikassa (mekaniikassa) kappaleita käsitellään usein ”massapisteinä” – pisteinä, joilla on massaa mutta ei kokoa – jotta niiden liikettä voidaan kuvata selkeillä kaavoilla.

Saatat ajatella, että ”kokoa omaavan esineen liike on liian monimutkaista laskettavaksi!”, mutta totuus on, että seuraamalla vain painopistettä, minkä tahansa monimutkaisesti pyörivän kohteen reitti voidaan ennustaa täydellisesti yksinkertaisella matemaattisella kaavalla. Tämä on fysiikan voima: kyky löytää järjestys kaaoksen keskeltä. Oikeassa maailmassa ilmanvastus ja tuuli vaikuttavat, mutta nekin voidaan lisätä laskelmiin, jolloin saadaan äärimmäisen tarkkoja ennusteita, aivan kuten rakettien lentoratoja laskettaessa.

Tämä vasarakoe on kuuluisa esimerkki, joka löytyy monista tiedekirjoista. On kuitenkin aivan eri asia lukea siitä kirjasta kuin nähdä omalla puhelimellaan, että ”se todellakin muodosti parabelin!”. Kannustankin teitä suuntaamaan puistoon ja kokeilemaan fysiikan lakien tallentamista omin käsin.

Yhteydenotot ja tiedustelut

Tiedettä ja sen riemua lähemmäs arkea! Kerään tänne helposti ymmärrettäviä ohjeita kotona tehtäviin kokeisiin. Käy tutustumassa! ・Tiedemuistiinpanoistani on tullut kirja. Lue lisää täältä. ・Lisää tietoa ylläpitäjä Ken Kuwakosta löydät täältä. ・Toimeksiannot (kirjoittaminen, luennot, tiedekerhot, TV-konsultointi jne.) täältä. ・Päivitykset löytyvät myös X-palvelusta!

Tiedekanavallani on lisää koevideoita!

２月のイチオシ実験！梱包材で遊ぼう！

• 静電気の時期になってきました。子供と一緒に梱包材で盛り上がろう！→ やめられなくなる！静電気実験２０

体中に梱包材をはりつけてみよう！

テレビ番組等・科学監修等のお知らせ

• 「月曜から夜更かし」（日本テレビ）にて科学監修・出演しました。

書籍のお知らせ

• 1/27 『見えない力と遊ぼう！電気・磁石・熱の実験』（工学社）を執筆しました。
• サクセス15 ２月号にて「浸透圧」に関する科学記事を執筆しました。
• 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
• 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）…　高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。

講師等・ショー・その他お知らせ

• 2/20（金）「生徒の進学希望実現支援事業」研究授業＠福井県立若狭高等学校　講師
• 3/20（金）　日本理科教育学会オンライン全国大会2026「慣性の法則の概念形成を目指した探究的な学びの実践」について発表します。B会場 第３セッション： 学習指導・教材（中学校）③　11:20-12:20
• 7/18（土）　教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
• 10/10（土）　サイエンスショー予定
• 各種SNS　X(Twitter)／instagram／Facebook／BlueSky／Threads

Explore

• 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
• 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
• Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
• 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
• 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
• About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
• お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。