導入演示実験(円運動・振動)
151-001 等速円運動
■準備物:5円玉1個,輪ゴム(5本)
◆演示法:等速円運動を起こさせるためには,物体に向心力が働かなければならない。
簡単な方法として5円玉に輪ゴム5本をつないで取り付け演示実験する。
@輪ゴムの長さは最初と等速円運動時でどうなるか。
A@の結果から物体にはどのような力が働いているか。
B5円玉の回転を速めてゴムの伸びがどうなるかを観察し,
Aの力と回転の速さとの関係を定性的につかむ。
161-001 等速円運動から単振動への移行
■準備物:OHP(投影用光源として使用),ギヤードモーター,小球,ばね振り子
◆演示法:@腕つきギヤードモーター(減速機付きモーター)に小球をつける。
OHPを光源として用い,スクリーンに投影し,小球の影の動きを見る。
Aばね振り子を同時に投影する。モーターの回転を調節して周期を合わせるとおもしろい。
ストロボ写真も同時に見せるとよい。
161-002 単振動
●概要:・等速円運動している物体の影を見ることによって、単振動を見ることができる。
■準備物:電動式ターンテーブル、光源、スクリーン(黒板でもよい)、分度器、ものさし
◆演示法:・ものさしのO点を基準にして、影に印を入れ、変位をはかる。
回転角が1/6π、1/3π、1/2π・・などとすることによって
(X−t)グラフが描ける。
163-001 単振子
■準備物:鉄製スタンド、丈夫な糸、鉄のおもり、磁石(できるだけ強いもの)、
ストップウオッチ
●製作法:鉄製スタンドに糸を取り付け、おもりをつないで単振子を組み立てる。
◆演示法: おもりの下に磁石を置いてある場合と、置いてない場合とで10回または
20回小さく振動させて所要時間を測定する。
周期変化する原因は、磁石の置いてある場合は重力加速度の値が
大きくなったのと同じ効果をもたらしたことを考えさせる。