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!
４月のイチオシ実験！
- 光の魔法CMYウォーターキューブ：光の魔法を体験せよ！水を注ぐと新たな立方体が出現する魔法のような実験です。
テレビ番組・科学監修等のお知らせ
- 4月9日（木）「THE突破ファイル」（日本テレビ ）の科学監修を行いました。夜7時〜となります。
書籍のお知らせ
- サクセス15 ４月号にて、野球の科学について記事を執筆しました（2026/3）
- 『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・ショー・研究等のお知らせ
- 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」について発表しました。
- 6/14（日） 千葉大学インスタレーション「探究」にて講師を務めます
- 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） 秘密兵器「帯電ガン」が炸裂！ビリビリ！ドキドキ！静電気サイエンスショー＠千葉市科学フェスタ（午後予定）
- 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。
- Paljasta äänen todellinen olemus! Koe aaltojen tiede ja visualisoinnin taika GeoGebran avulla
- Voiko läpinäkyvä putki paljastaa taian? Näe energian säilymisen laki omin silmin! (Sopii myös putoamiskiihtyvyyden mittaamiseen!)
- Etkö pidä kaavoista, mutta voisit rakastua fysiikkaan? Kurkista 3D-sähkökenttäviivojen maailmaan GeoGebralla (pistevaraukset ja sähkökenttä)
- Taikatemppu siistiin kakkuun! “Pakastetut kynttilät” paljastavat yllättävän tieteen (parafiinin sulamis- ja kiehumispiste)
- Eikö ginkgo olekaan lehtipuu!? Viuhkamaisiin lehtiin kätkeytynyt “elävä fossiili” paljastuu (Kasviopas)
- Hetkellinen ihme! Tartu vesipallon sisään kätkeytyvään “hitauslakiin”!
- Hetki, jolloin leikki muuttuu oppimiseksi! Spirograafikuvioihin kätkeytyvä “matematiikan taika” (Desmos-ohjelmointi)
- Tee näkymätön sähköpotentiaali näkyväksi 3D:nä! Yllättävä tiedeaskartelu eväsrasian kannesta
- Varjot paljastavat fysiikan salaisuudet! Tasaisen ympyräliikkeen ja yksinkertaisen harmonisen liikkeen yllättävä yhteys
