Kaksi BeeSpiä, yksi nerokas temppu! Hämmästyttävä koe liikelakien visualisointiin
Hei, olen fysiikan valmentaja Ken Kuwako. Joka päivä on uusi koe!
Tiesitkö, että kaikilla ympärillämme olevilla liikkeillä on yhteinen, hämmästyttävän yksinkertainen laki? Olipa kyse painavan kuorman työntämisestä tai vauhdin hurmasta polkupyörällä alamäkeen laskettaessa, nämä ilmiöt selitti Isaac Newton matemaattisesti kuuluisalla liikelaillaan (liikeyhtälö). Tänään esittelen teille kokeen, jossa käytämme luokkahuoneen tuttuja välineitä tämän maailmankaikkeuden perussäännön paljastamiseen.
Kahden nopeusmittarin taikaa
Luonnontieteiden tunneilta monelle tuttu nopeusmittari on Bee-Spi.
Yleensä tällä laitteella mitataan vain yksittäinen läpikulkunopeus, mutta tiesitkö, että käyttämällä kahta laitetta peräkkäin voimme laskea tarkasti kappaleen kiihtyvyyden eli sen, kuinka nopeasti vauhti kasvaa?
Toteutus on hyvin suoraviivainen. Mitataan kahden Bee-Spin välinen etäisyys ja lukitaan ne paikoilleen. Kiinnitetään koekärryn nokkaan syömäpuikko, joka kulkee molempien mittarien läpi. Ensimmäinen laite mittaa alkuvauhdin ja toinen loppuvauhdin. Tässä kohtaa fysiikka muuttuu mielenkiintoiseksi: sijoittamalla lukemat tähän kaavaan
saamme selville näkymättömän kiihtyvyyden. Katso alta, miltä koe näyttää käytännössä:
Haasteena vakiovoima
Tämän kokeen suurin haaste on se, että koekärryä pitäisi vetää koko ajan täsmälleen samalla voimalla. Käsin vetäessä voima vaihtelee väistämättä, mikä sotkee tarkat tulokset. Ratkaisuna käytimme ammattilaistason apuvälinettä, Yagamin vakiovoimalaitetta. Sen avulla voimme varmistaa, että veto pysyy tasaisena koko kokeen ajan.
Kun tällaiset yksityiskohdat on hiottu kuntoon, luonnon kauniit lainalaisuudet alkavat vihdoin paljastua.
Kuvaajista löytyvä maailmankaikkeuden järjestys
Kokeessa kerätään runsaasti dataa muuttamalla kärryn massaa lisäpainoilla tai vaihtamalla vetävän voiman suuruutta. Kun saadut arvot piirretään kuvaajalle, esiin nousee hämmästyttävän selkeä yhteys:
a = k F / m
Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että kiihtyvyys on suoraan verrannollinen voimaan ja kääntäen verrannollinen massaan. Newtonin 1600-luvulla oivaltama yhtälö ma = F on edelleen perusta, jolla laukaistaan raketteja kuuhun tai ohjataan itseajavien autojen jarrujärjestelmiä. On aika kiehtovaa ajatella, että tavallinen syömäpuikko ja nopeusmittari voivat johtaa meidät näin valtavien, koko universumia hallitsevien lakien äärelle. Eikö fysiikan luokka tundukin nyt hieman jännittävämmältä paikalta?
Yhteystiedot ja tiedustelut
Tuo tieteen ihmeet ja ilo lähemmäs arkea! Blogistani löydät vinkkejä ja ohjeita hauskoihin kotikokeisiin. Tutki ja innostu!
・Tiedeblogini on nyt myös kirjana. Lue lisää täältä.
・Lisätietoja ylläpitäjä Ken Kuwakosta löydät täältä.
・Yhteydenotot (kirjoitustyöt, luennot, tiedepajat, TV-konsultointi jne.) täältä.
・Seuraa uusimpia päivityksiä X-palvelussa!
Katso koevideoita Tieteen niksinurkka -kanavalta!
２月のイチオシ実験！梱包材で遊ぼう！
- 静電気の時期になってきました。子供と一緒に梱包材で盛り上がろう！→ やめられなくなる！静電気実験２０
体中に梱包材をはりつけてみよう！
テレビ番組等・科学監修等のお知らせ
- 「月曜から夜更かし」（日本テレビ）にて科学監修・出演しました。
書籍のお知らせ
- 1/27 『見えない力と遊ぼう！電気・磁石・熱の実験』（工学社）を執筆しました。
- サクセス15 ２月号にて「浸透圧」に関する科学記事を執筆しました。
- 『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。
講師等・ショー・その他お知らせ
- 2/20（金）「生徒の進学希望実現支援事業」研究授業＠福井県立若狭高等学校 講師
- 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」について発表します。B会場 第３セッション： 学習指導・教材（中学校）③ 11:20-12:20
- 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） サイエンスショー予定
- 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。
