ふりことは ふりことは ・ 一方を固定し,釣り下げたひもの下端におもりを下げ,重力の働きで周期運動を行うようにした装置。 ・ ふりこの周期はおもりの重さや振れ幅等には関係なく,糸の長さによる。 1 ふりこの仕組み ・ A地点にあるおもりは,重力で下に落ちようと する。そこで,ふりこの円周方向の力が働きBの方向へ動く。 この時,位置エネルギーが運動エネルギーに変換されることになる。B地点にきたおもりは,慣性の法則によりさらに進むことになるが,今度は重力がおもりを引き戻すように働きおもりのスピードは弱くなり,最初のA地点の高さになると静止する。そして,A地点の場合と同じようにBへ向けて動き始める。この運動が繰り返されるのがふりこである。 2 ふりこの周期を変える要因 ・ふりこの周期は,糸の長さに関係する。 ・ なぜ振れ幅によらないか。 下図で考えてみる。AとBに同じ重さのおもりを付けたとすると,ふりこ運動のために働く力はAの方が大きい。しかし,距離が長いので周期は同じになる。 ![]() ・ なぜおもりの重さに関係しないか。 下図で考えてみる。AのおもりがBより大きいとき,戻ろうとする力はAの方が大きい。ところが,Aは重いので大きな力が働いてもなかなか動かない。その結果,周期は同じになる。 ![]() ・ なぜ糸が長いと周期も長いのか 下図で,おもりの重さと振れ幅が等しいとする。このとき,戻ろうとする力はAの方が小さく,ゆっくり動くので周期が長くなる。 3 ふりこの糸の長さ ・ 子どもたちは,糸の長さは実際に使っている糸の長さであると考える。しかしながら,実際には,支点からおもりの重心までの長さである。 したがって,力学用分銅を縦につなぐと重心の位置が下がり,周期が長くなる。 |