振り子の動きを「光」でとらえる。ストロボ写真で見えてくる不思議な法則
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
「振り子って、ただ左右に揺れているだけじゃないの？」そう思っている方に、ぜひ見ていただきたい映像があります。ストロボ写真アプリを使って振り子の運動を撮影すると、肉眼ではとらえられない「速さの変化」が、まるで絵のように浮かび上がってくるのです。
こちらの動画をご覧ください。
これって、エネルギーの「変身」なんです
この現象には、物理学の重要な法則が隠れています。それがエネルギーの保存です。振り子が高い位置にあるとき（両端）は位置エネルギーが大きく、速度はゼロに近くなります。一方、最下点では運動エネルギーが最大になり、位置エネルギーと運動エネルギーが互いに入れ替わりながら、合計は常に一定に保たれています。ストロボ写真は、この「エネルギーの変身」を目で見えるかたちにしてくれるのです。
振り子の等時性（振れ幅が違っても1往復の時間が同じになる性質）を発見したのは、17世紀のイタリアの科学者ガリレオ・ガリレイだといわれています。彼は教会のシャンデリアが揺れるのを見て、自分の脈拍を使って時間を測ったと伝えられています。現代の私たちはスマートフォンのアプリで同じ現象を観察できる。科学の積み重ねとは、こういうものかもしれませんね。
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