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１．目　　的　　振り子の位置エネルギーと運動エネルギーにはどのような関係があるか
　　　　　　　　調べる。

２．準　　備　　放電タイマー，記録紙（平紙状放電記録紙），記録紙用下敷き（樹脂板），
　　　　　　　　鉄製スタンド，ワニ口リード線，振り子（鋼線付き），ものさし、糸

　

３．方　　法　　放電記録タイマーの外部取り出し口を利用し、単振り子の時間的位置を
平状記録紙に記録する。位置と速さから、位置エネルギーと運動エネル
ギーの関係を調べる。

�@記録紙をはった板をスタンドで固定する。

�A振り子を同じくスタンドに固定する。

�B放電記録タイマーの外部出力
取り出し口からリード線で
記録紙と振り子へ接続する。

�C振り子を何回か振らせてみて、
振り子が記録紙と軽く触れながら
振れるようにスタンド
　の位置を調節する。

�D振り子につけた糸を横の方
　向に引いて、高さｈを５

　cm前後とする。

�E引いた手を離すとき、タイ
　マーのリモートスイッチを
　押して記録する。

　　また、振り子が最下点を
　通過するところでスイッチ
　を切る。

　（リモートスイッチを押し
　ている時に電極は直接手
　に触れないこと。

　　また、電極が短絡しない
ように注意すること）

�F記録された点から、最下点を基準にした最初の振り子の高さｈと最下点での速さｖを求
　める。

�G振り子の最初の位置エネルギーと最下点での運動エネルギーを比較する。

�H正しく記録点がつかなかったときは、振り子が記録紙と軽く触れながら触れるようにス
　タンドの位置や振らせ方を調節する。振り子を固定しているスタンドのクランプを移動
　させると何回か記録をとることができる。

　

４．結　　果

　振り子の質量 ｍ＝（　　　）ｋｇ　

　重力加速度 ｇ＝９.８ｍ／ｓ^２として

　

教師用　　 実験　 振り子の力学的エネルギー

　

１．目　　的　　振り子の位置エネルギーと運動エネルギーにはどのような関係があるか

　　　　　　　　調べる。

２．準　　備　　放電タイマー，記録紙（平紙状放電記録紙），記録紙用下敷き（樹脂板），

　　　　　　　　鉄製スタンド，ワニ口リード線，振り子（鋼線付き），ものさし、糸

　

３．方　　法　　放電記録タイマーの外部取り出し口を利用し、単振り子の時間的位置を

　　　　　　　　平状記録紙に記録する。位置と速さから、位置エネルギーと運動エネル

　　　　　　　　ギーの関係を調べる。

�@記録紙をはった板をスタンドで固定する。

�A振り子を同じくスタンドに固定する。

�B放電記録タイマーの外部出力
取り出し口からリード線で記録紙と
振り子へ接続する。

�C振り子を何回か振らせてみて、
振り子が記録紙と軽く触れながら
振れるようにスタンド
　の位置を調節する。

�D振り子につけた糸を横の方
　向に引いて、高さｈを５

　cm前後とする。

�E引いた手を離すとき、タイ
　マーのリモートスイッチを
　押して記録する。

　　また、振り子が最下点を
　通過するところでスイッチ
　を切る。

　（リモートスイッチを押し
　ている時　に電極は直接手
　に触れないこと。

　　また、電極が短絡しないように注意すること）

�F記録された点から、最下点を基準にした最初の振り子の高さｈと最下点での速さｖを求

　める。

�G振り子の最初の位置エネルギーと最下点での運動エネルギーを比較する。

�H正しく記録点がつかなかったときは、振り子が記録紙と軽く触れながら触れるようにス

　タンドの位置や振らせ方を調節する。振り子を固定しているスタンドのクランプを移動

　させると何回か記録をとることができる。

　

４．結　　果

　振り子の質量 ｍ＝（ 0.674 ）ｋｇ　

　重力加速度 ｇ＝９.８ｍ／ｓ^２として

　

　

　

　

補足説明

１．目的について

　　振り子の最初の位置エネルギーと最下点での運動エネルギーを実験から求め、

　力学的エネルギー保存の法則を検証する。振り子の時間的位置の記録には、

　放電記録タイマーを使用するので、�@簡単に実験できる、�A短時間でできる、

　�B記録紙と振り子は軽く触れる程度で摩擦抵抗がほとんどなく、また、打点ムラが

　ないので正確である、などの利点がある。

２．準備物について

　　記録紙用下敷きとする樹脂板は、「反り」のないもの、鉄製スタンドは２本

　ワニ口リード線は２本、糸は２ｃｍぐらいのものを用意する。

３．方法について

　(1) 振り子の長さは３０ｃｍ前後にする。

　(2) 糸はできるだけ短くし、振れているときに振り子に絡まないようにする。

　　糸を使うかわりに、通電性のないもので支えてもよい。

　(3) 振り子を何回か振らしてみて、振り子が記録紙と軽く触れながら振れるように、

　　振り子の振らし方やスタンドの位置を調節する。また、振り子が記録紙の上で飛び

　　上がらないようにしないと打点飛びの原因となる。正しく振れないときは、記録紙

　　用下敷きに「反り」がないか、また、鉛直に固定されているか確かめる。振り子と

　　記録紙が触れていなければ、打点飛びの原因となり、振り子が記録紙と強く触れて

　　いると、打点飛びや摩擦抵抗が大きくなり不正確な結果がでる原因となる。

　(4) 振動の範囲が紙面内にあるように振らせば、打点間隔の変化から、振り子の速さ

　　の変化がよくわかる。

４．その他

　(1) 最下点での振り子の速さとして、最下点付近の２打点間隔の平均の速さを求めて

　　もよい。

　(2) 最初の力学的エネルギーと、最下点での振り子の力学的エネルギーの比を求めさ

　　せて、その関係を考えさせてもよい。

　　　この例の場合、

　　１００％にならない原因としては、振り子と記録紙との摩擦、空気の抵抗等が考え

　　られる。