実験 アトウッドの実験
１．ニュートンの運動の法則を用いて、物体の落下運動そのものから、初めて重力加速度
の値を求めたのはアトウッドでした。
アトウッドの原実験装置はかなり複雑なので、簡素化して彼の実験を試みてみよう。
参考：重力加速度の値が正確に分かっている
現在では、その重力加速度の値を用いて、ニュートンの運動の法則の
実証実験と位置づけて、この実験を行うこともできる。
２．準 備
おもり（300ｇ, 250ｇ）、鉄製スタンド（大）、Ｃ型クランプ
糸（毛糸がよい）、滑車（２個）、定規（１ｍ）、ストップウォッチ
３．方 法
(１) おもり１(質量m１)とおもり２(質量m２)に糸をつけ（m１＞m２）、スタンド
に取り付けた滑車に糸を通す。
(２) おもり２を床すれすれに置き、手で支える。その時のおもり１の高さをhとする。
(３) ストップウォッチで、支えていた手を離す瞬間の時刻を０とし、おもり１が床に着
く直前の時刻tを測定する。
(４) 次に、おもり１の高さhをいろいろ変化させて、同じように実験をする。
４．理 論
アトウッドの実験における加速度の値は次の式で求められる。
おもり１についての運動方程式： m１a＝m１g－T …… ①
おもり２についての運動方程式： m２a＝T－m２g …… ②
（条件： m１＞m２ に注意しよう）
等加速度運動の関係式から、
注意： aの値が大きいと時計（ストップウォッチ）で測定困難である。③式より、
おもり１とおもり２の質量の差を、できる限り小さくしたほうがよい。
５．結 果
実験結果を下表にまとめよう。
５．考 察
(１) この実験によるgの値と実際の重力加速度(9.8m/s２)との差はどうして生じるか。
この差をできる限り小さくするためには、質量や高さをどのようにしたらよいか。
(２) 参考の実証実験をしてみよう。この実験から得られた加速度と、ニュートンの運動
方程式から得られた加速度との差は何％か。
履 歴：
１．原案・MSWordファイル：堀 内 美 甫（帝塚山学園）'99. 4.23.
２．校訂・一太郎ファイル：大 西 修 二（畝傍高校）'99. 5. 8.
