Voiko läpinäkyvä putki paljastaa taian? Näe energian säilymisen laki omin silmin! (Sopii myös putoamiskiihtyvyyden mittaamiseen!)
Hei, olen Ken Kuwako, tiedevalmentajasi. Jokainen päivä on uusi koe.
Esineen nopeus kasvaa vähitellen. Se tuntuu itsestäänselvyydeltä, mutta tiesitkö, että sen taakse kätkeytyy universumin suuri ja mahtava sääntö? Lähdetään yhdessä selvittämään putoamisliikkeen mysteeriä!
Tässä artikkelissa esittelen jännittävän kokeen, jossa teemme näkymättömästä energiasta ja sen muuttumisesta näkyvää ihan tavallisten työkalujen avulla.
Näkymättömien voimien nappaaminen: Läpinäkyvä akryyliputki koelaitteena
Olemme valmistaneet laitteen, joka näyttää lähes taikasauvalta – se on kirkas akryyliputki. Tämä Tokyu Handsista hankittu putki (korkeus 50 cm, halkaisija 3 cm) on kiinnitetty telineeseen pystysuoraksi koetorniksi.
Tämän laitteiston juju on kahdessa BeeSpi-nopeusmittarissa. Kun pudotamme teräskuulan putken yläpäästä, mittarit nappaavat tarkan nopeuden heti, kun kuula viilettää niiden ohi. Tällä yksinkertaisella asetelmalla emme ainoastaan todista mekaanisen energian säilymislakia, vaan voimme myös mitata maan vetovoiman eli putoamiskiihtyvyyden.
Kun teräskuula vapautetaan varovasti putken yläosasta, painovoima vetää sitä puoleensa, ja se kiitää kahden portin läpi kiihtyvällä vauhdilla.
Energian muodonmuutos lukuina
Käytimme tässä kokeessa teräksisiä pelikuulia, joiden massa on 0,00545 kg (5,45 g). Seuraamme, kuinka korkealla olevan kuulan potentiaalienergia muuttaa muotoaan kineettiseksi energiaksi eli liike-energiaksi putoamisen aikana.
Tässä on opiskelijoiden itse mittaamaa ja laskemaa arvokasta dataa:
Virhemarginaali on tieteen suola
Laskimme näissä tiedoissa virheprosentin käyttäen vertailukohtana potentiaalienergiaa 0,60 metrin alkukorkeudessa. Koska mukana on aina ilmanvastusta ja pientä kitkaa putken seinämiä vasten, tulokset eivät tietenkään täsmää täydellisesti teoreettisten laskelmien kanssa. Juuri se on kuitenkin tieteen ydin: kyse ei ole yhden oikean vastauksen löytämisestä, vaan prosessista, jossa vertaillaan ja pohditaan itse saatua dataa.
Tällä kertaa paransimme datan luotettavuutta käyttämällä eri kokoisia kuulia ja laskemalla viiden eri mittauskerran keskiarvon. Opiskelijat selvästi innostuivat nähdessään, kuinka keskiarvot alkoivat vakautua toistojen myötä.
Putoaminen on arkipäiväinen ilmiö, mutta kun sitä tarkastelee numeroiden kautta, maailmaa hallitsevat fysiikan lait tuntuvat paljon läheisimmiltä ja mielenkiintoisemmilta, eikö vain?
Kyselyt ja yhteistyöpyynnöt
Tuo tieteen ihmeet ja riemu lähemmäs arkeasi! Olen koonnut vinkkejä ja hauskoja kokeita, joita voit kokeilla kotona. Tutustu rohkeasti!
・Tieteen vinkkikirja on nyt julkaistu! Lue lisää täältä.
・Lisätietoa ylläpitäjä Ken Kuwakosta löydät täältä.
・Yhteistyöpyynnöt (kirjoittaminen, luennot, tiedepajat, TV-konsultointi jne.) tämän linkin kautta.
・Seuraa uusimpia päivityksiä X-palvelussa!
Tieteen vinkkikanavalla julkaistaan koevideoita!
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- 「ネイチャーティーチャー」（TBS）に出演しました。Tverにて11月3日（火）まで配信中です。
- サタプラ（MBS）にて「日常に潜む！ピンチ脱出法について」のコーナーに出演しました。Tverにて11月7日（土）まで配信中です。
- 11月4日（水） ZIP（日本テレビ）7:20頃放送予定（科学監修）
- 11月27日（金） テレビ監修番組放送予定
- 12月26日（土） ナリカサイエンスアカデミー（教員向け実験講習会）開催
１１月のイチオシ実験！
どうして結露は起こるのか？結露を防ぐためには？実験で確かめよう！
書籍のお知らせ
- 『高校入試 分解問題集 理科』（学研）…難しい問題も小さな問題に分解することで、問題を解くことができます。そんな分解の技術が身につくように深く関わりを持って作りました。
『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。
各種SNS（更新情報をお届け！）
【日本語】X(Twitter)／instagram／Facebook 【英語】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。
Ei johtoa, silti syttyy! Käämin päällä oleva LED välähtää hetkeksi – keskinäisinduktion ihme
Pelkkä astianpesuaine ja ikkunan huurre katoaa?! Vesipisaroiden leviämisen tieteellinen salaisuus
Yksi hakaneula ja staattinen sähkö katoaa?! Yllättävä niksi, joka estää sen pistävän “räts!”-iskun
[Tieteellinen asiantuntija] Miksi hiukset nousevat pystyyn? Puksipuukampa tuottaa vain noin kymmenesosan muovikammen staattisesta sähköstä!
Mikä on langattoman latauksen salaisuus? Purin laturin palasiksi!
Miksi laite latautuu pelkästä asettamisesta? Käämit ja magneettikenttä paljastavat langattoman latauksen salaisuuden
[Esiintyminen] Voiko alakerran television käynnistää yläkerrasta? Kolmen peilin kaukosäädinkokeen tiede (TBS:n “Nature Teacher”)
Tieteen taikaa: sähkömagneettinen induktio on mieletöntä! Näin Suica, PASMO ja muut kontaktittomat kortit toimivat
Eikö punainen?! Violetiksi, vihreäksi ja siniseksi muuttuva “sateenkaari-ammoniakkisuihkulähde”
