ビースピ2台で測定。力学的エネルギーがどうなっているのか?

ケン博士
サイエンストレーナーの桑子研です。このサイトで科学を一緒に楽しみましょう。 

新課程の学習指導要領の解説には、透明なパイプの中でボールを落として力学的エネルギーがどのようになっているのかを確かめる実験例が紹介されています。

本校では重力加速度の測定実験でやっていたことと同じことですが、高さを図る必要があるため、予備実験として、こちらの実験装置を組み立ててみました。使ったのは、気柱共鳴用のパイプです。

このようにパイプを鉛直に立てて、ビースピ2台で、それぞれの玉の速さを測ります。

そのちきに気柱共鳴で使っていたパイプのメモリが役立ちました。

データをとってみると、こんな感じでした。最高点を高さ0として計算しています・

ちなみに重力加速度は8.6m/s^2くらいなので、もう少し丁寧に組み立てたほうがよかったなと反省しています。パイプを使うアイデアは、ナリカさんの製品を借りてきたところからきています。ナリカさんのはこちら。

すごい使いやすくてビースピを自由な位置ではさんで固定できます。こちらでも同様にデータをとると、

このような結果です。高さは下を基準にしています。重力加速度は9.5m/s^2くらいでした。やはり出来がいいですね。高さも出ているのも特徴かもしれません。手作りする場合はパイプの直径(ファイ)は、30mmくらいが良いのもわかりました。

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桑子 研(くわこけん)
 1981年群馬県生まれ。サイエンストレーナーとして全国で実験教室やICT活用講演会を開いている。著書は『大人のための高校物理復習帳』(講談社)、『きめる!物理基礎』(学研)など10冊。