パチンコ玉の衝突で見る運動量の保存と力学的エネルギーの増加！
サイエンストレーナーの桑子研です。
パチンコ玉と、磁石を使って運動量の保存を観察する実験を行いました。面白いです。こちらをご覧ください。
並べたパチンコ玉から、１つのパチンコ玉を少しはなしてから、勢いを与えてぶつけると、反対側の１つのパチンコ玉が飛び出します。
パチンコ玉の衝突では、質量はほぼ同じなので同じ運動量をもった１個のパチンコ玉が反対側から飛び出します。その間のメカニズムは、連続的な衝突で詳しく調べる必要はあるものの、全体でみたときに運動量は同じになっていそうなことが観察できます。
次に右側から２個のパチンコ玉をぶつけると、反対側から今度は２個のパチンコ玉が飛び出してきます。
面白いですね。どちらの例も反発係数も１に近いので、全体の力学的エネルギーについて見ると、保存しているように感じられます。
最後にネオジウム磁石を右端のパチンコ玉につけて、おなじように１個のパチンコ玉を衝突させてみると、衝突の直前で速度が磁力によって上昇するため、ぶつかったあとに左側から飛び出すパチンコ玉の速度がグッとあがります。
スローモーションの映像にしてみました。
このときも全体でみたときの運動量は保存しているはずですが、全体で見たときの力学的エネルギーは保存していません。磁石の力のする仕事によって、エネルギーが増えたためです。
何度も試してみたくなる実験ですね。
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