Törmäys ja yhdistyminen—puoli nopeudesta? Liikemäärä kokeessa kahdella kärryllä

Hei, olen Ken Kuwako, tiedevalmentajasi. Jokainen päivä on uusi koe.

”PUM!” kaksi esinettä törmää ja jatkaa matkaansa yhtenä kokonaisuutena. Arjessamme näemme törmäyksiä liikenteessä tai urheilukentillä, mutta niihin kätkeytyy kaunis ja ehdoton fysiikan laki, joka pätee kaikkialla maailmankaikkeudessa. Tällä kertaa tutkimme kahden dynamiikkavaunun avulla, miten liikemäärä käyttäytyy törmäyshetkellä.

Työkalut näkymättömän liike-energian mittaamiseen

Fysiikassa liikkeen voimakkuutta kuvataan sanalla liikemäärä. Sen tutkimiseen käytämme kahta Bee-Spi-nimistä pientä nopeusmittaria. Tämä näppärä laite mittaa ohi kulkevan esineen nopeuden silmänräpäyksessä ja on kokeemme tärkein apulainen.

「Bee-Spi (nopeusmittari)」

Käyttämämme vaunut on säädetty painamaan tasan yksi kilogramma. Tekemällä kokeen riittävän suuressa mittakaavassa kitkan kaltaiset pienet häiriötekijät eivät pääse sotkemaan tuloksia, ja fysiikan lakien suunta näkyy kirkkaana. Kurkataanpa ensin videolta, miltä koe näyttää käytännössä.

Löytyykö tieteen tuki halpahallista?

Koeasetelma on hyvin yksinkertainen, mutta tarvitsemme yhden taikavälineen. Jotta kaksi vaunua takertuisivat toisiinsa törmäyshetkellä, käytämme kaksipuolista imukuppia. Kun imukuppi kiinnitetään toiseen vaunuun, ne napsahtavat törmätessään yhteen ja jatkavat matkaa yhtenä pakettina. Nämä imukupit ovat aivan tavallisia arjen esineitä, joita löytää vaikkapa euromarketista.

Mitä mittaustulokset kertovat? Totuus puolittuu

Ensimmäisessä kokeessa annoimme kahden samanpainoisen vaunun törmätä (molemmissa ei ollut lisäpainoja). Erään ryhmän tulokset olivat suorastaan hämmästyttävän selkeät.

Nopeus törmäyksen jälkeen oli lähes tarkalleen puolet alkuperäisestä nopeudesta. Kun massa tuplautui (kaksi vaunua yhdessä), nopeus puolittui. Tästä voimme päätellä tärkeän viestin: liikemäärä säilyy.

Seuraavaksi lisäsimme vaunuun B puolen kilon lisäpainon ja toistimme kokeen hieman raskaammalla kuormalla.

Miten luulet nopeuden muuttuvan, kun massasuhde vaihtuu?

Graafit paljastavat massan ja nopeuden suhteen

Kun näiden kahden kokeen tulokset merkitään koordinaatistoon, jossa vaaka-akselilla on nopeus ennen törmäystä ja pystyakselilla nopeus törmäyksen jälkeen, saamme piirrettyä kauniin suoran viivan.

Kuvaajan kulmakerroin kertoo meille vaunujen massojen välisestä suhteesta. Huomaatko, miten kulmakerroin muuttuu, kun vaunuun lisätään painoa? Koko kokeen onnistumisen takana oli tuo pieni ja arkinen kaksipuolinen imukuppi. On kiehtovaa, miten yksinkertaisilla välineillä voimme päästä käsiksi universumin peruslakeihin, kuten liikemäärän säilymislakiin. Tässä on kokeellisen tieteen suola!

ビースピ2台の裏ワザ！運動方程式を視覚化する驚きの実験テクニック（運動の法則）

Kysy lisää tai tilaa tiedeseikkailu!

Tieteen ihmeet kuuluvat kaikille! Sivustoltani löydät vinkkejä ja ohjeita hauskoihin kotikokeisiin selkeästi selitettynä. Tutki ja innostu!
・Tiedevinkit on koottu nyt myös kirjaksi. Lue lisää täältä.
・Lisää tietoa ylläpitäjä Ken Kuwakosta löydät täältä.
・Yhteydenotot (luennot, työpajat, TV-konsultointi jne.) voit jättää tänne.
・Seuraa uusimpia päivityksiä X-palvelussa!

Tiedevinkkien YouTube-kanavalta löydät lisää koevideoita!

３月のイチオシ実験！

• 押し花を作ろう！：梅や桜の花の押し花を作ってみましょう。特別なケースに入れると、長く保存できて、しおりにもなります。

テレビ番組・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。
• 2月27日放送予定「チコちゃんに叱られる」（NHK）の科学監修しました。

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・ショー・その他お知らせ

• 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）　秘密兵器「帯電ガン」が炸裂！ビリビリ！ドキドキ！静電気サイエンスショー＠千葉市科学フェスタ（午後予定）
• 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。