Kaava, joka ennustaa tulevaisuuden? Opi Hooken laki ja näe maailma tiedemiehen silmin!
Olen Science Trainer Kuwako. Jokainen päivä on kokeilupäivä.
Tällä kertaa tutustumme Hooken lain kokeeseen ja käymme läpi, miten se tehdään käytännössä. Selvitetään yhdessä oppilaiden kanssa, millainen fysiikan laki piilee yksinkertaiselta näyttävän ilmiön taustalla.
Tässä kokeessa ripustetaan jouseen 10 gramman painoja ja mitataan, kuinka paljon jousi venyy. Seitsemäsluokkalaisille tämä on tärkeä harjoitus, jossa opetellaan kaksi luonnontieteiden perustaitoa: määrällisen datan kerääminen ja sen esittäminen kuvaajana. Kyse ei ole vain mittaamisesta ja numeroiden kirjaamisesta. Oppilaat ottavat ensimmäisiä askeliaan kohti tiedettä muuttamalla omin silmin havaitsemansa maailman ilmiöt mitattaviksi numeroiksi.
Tämä koe on itse asiassa erittäin helppo valmistella. Kannattaa koota kaikki välineet yhteen paikkaan ja antaa oppilaiden hakea tarvitsemansa välineet itse. Tutkiminen alkaa jo siitä, että jokainen kokoaa itse omat välineensä.
Tarvitaan noin viisi 10 gramman painoa, jousi, statiivi, viivain ja esimerkiksi syömäpuikkoja. Myös mittausväli ja se, kuinka pitkälle jousta mitataan, voidaan jättää tarkoituksella oppilaiden päätettäväksi. Juuri tällainen pieni vapaus tekee kokeesta kiinnostavan: oppilaat joutuvat itse pohtimaan, miten koe kannattaa toteuttaa. Kokeeseen liittyy myös hyvin vähän vaaroja. Meillä on yksi välineistö jokaista ryhmää kohden, mutta henkilökohtaisesti suosittelen työskentelemään pareittain ja käyttämään yhtä välineistöä kahdestaan, sillä silloin keskustelu ja ideointi lähtevät usein paremmin käyntiin.
Pienillä valmisteluilla kokeen tekemisestä saa vielä sujuvampaa. Kun statiiviin kiinnitetään kaksi puristinta, toista voidaan käyttää viivaimen ja toista jousen tukemiseen. Puristimeen voi kiinnittää syömäpuikon, johon jousi voidaan ripustaa.
Kokonaiskuva
Kun kuvaa suurentaa…
Mittauksessa on hyvä niksi: mitataan ensin jousen koko pituus ja lasketaan varsinainen venymä myöhemmin vähentämällä alkuperäinen pituus. Tämä pieni vaihe, jossa joutuu tekemään vähennyslaskun, auttaa oppilaita ymmärtämään, mitä mitatut luvut oikeastaan tarkoittavat.
Mittauksessa on tärkeää noudattaa oppikirjoissakin mainittua periaatetta: asteikosta luetaan myös yksi kymmenesosa pienimmästä jaosta. Tämä on yksi tarkan mittaamisen perussäännöistä. Esimerkiksi on tärkeää pystyä erottamaan toisistaan, onko jousen venymä 4,3 cm vai 4,4 cm. Näin kerätystä datasta tulee huomattavasti luotettavampaa. Tällainen tarkkuus ja pientenkin erojen huomaaminen voivat joskus olla juuri se asia, joka johtaa suureen löytöön.
Esimerkki oppilaille jaettavasta työpaperista:
Kokeen tulokset ja Hooken laki
Kun koe on tehty, tulee vastaan hieno hetki: yksittäiset mittaustulokset asettuvat kuvaajassa kauniiksi suoraksi viivaksi. Tässä on tieteen viehätys parhaimmillaan! Vielä kiinnostavampaa on kuitenkin se, että jos oppilaita pyydetään ennen koetta ennustamaan, ”Millainen kuvaaja jousen venymästä tulee?”, moni ei osaa vastata siihen heti.
Monella saattaa olla epämääräinen ajatus: ”Ehkä siitä tulee suora viiva…?” Mutta kun kysytään, ”Miksi siitä tulee suora viiva?”, vastaus ei olekaan enää niin helppo. Entä jos kuvaaja olisikin käyrä, joka jossain vaiheessa alkaisi tasoittua eikä jousi enää venyisi samalla tavalla? Juuri tällainen pieni epäilys ja kysymys ”miksi?” on tutkimisen polttoainetta.
Miksi kuvaajasta tulee suora? 1600-luvun neron löytämä verrannollisuuden kauneus
Hooken lain mukaan jousen venymä on verrannollinen siihen kohdistuvaan voimaan. Toisin sanoen, jos ripustettavan painon aiheuttama voima kaksinkertaistuu, myös jousen venymä kaksinkertaistuu. Tätä kutsutaan verrannollisuudeksi.
Tämän lain löysi 1600-luvulla elänyt englantilainen fyysikko Robert Hooke. Hänet tunnetaan myös Isaac Newtonin kilpailijana sekä henkilönä, joka tarkasteli ensimmäisten joukossa soluja mikroskoopilla. Tutkiessaan jousen voiman ja venymän välistä yhteyttä hän esitti ajatuksen, että ”jousen venymä on verrannollinen siihen kohdistuvaan voimaan”. Tätä kutsutaan nykyään Hooken laiksi.
Hooken lain ansiosta voimme esimerkiksi ennustaa ja laskea, kuinka paljon jousi venyy, jos siihen ripustetaan kymmenen painoa, ilman että meidän tarvitsee oikeasti tehdä koetta etukäteen.
Olen koonnut seuraavaan artikkeliin vinkkejä siihen, miten Hooken lain tutkimisesta voi tehdä vieläkin tutkivampaa. Kannattaa tutustua myös siihen!
Yhteydenotot ja yhteistyöpyynnöt
Tuodaan tieteen ihmeet ja hauskuus lähemmäs arkea! Sivustolta löydät helposti ymmärrettäviä ohjeita ja vinkkejä hauskoihin luonnontieteellisiin kokeisiin, joita voi tehdä myös kotona. Tutustu sivustoon ja kokeile etsiä itseäsi kiinnostavia aiheita! ・Tietoa ylläpitäjästä, Kuwako Kenistä, löydät täältä ・Erilaiset yhteistyö- ja työpyynnöt (kirjoittaminen, luennot, tiedekerhot, TV-ohjelmien tieteellinen valvonta ja esiintyminen jne.) löytyvät täältä ・Uudet artikkelit ja päivitykset löydät X:stä!
科学のネタチャンネル julkaisee tiedekokeisiin liittyviä videoita!
NEW 分解問題集 理科
- ７月２１日発売！『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。
７・８月のイチオシ実験！
夏でプシュッと爽やか実験！
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- ７月３０日（水）科学監修「TIF presents ONE SONG FES」（フジテレビ） 26:15~27:15
- 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
書籍のお知らせ
- 『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。
