振り子によるエネルギー保存の証明

   
対象等
高校生
目的
振り子の運動でエネルギー保存則が成立していることを確かめる
準備
釣り用のおもり、タコ糸、巻き尺、速度測定器(ビースピ)、スタンド
実験場所
物理実験室
方法


@ 図のように机の上にスタンドを置き、これに1.3(m)前後の振り子をつける。

A 振り子を真下に垂らした状態で、おもりがビースピの中心を通るようにセットし、この位置をチョークで床に書く。振り子によるエネルギー保存

B ビースピを一旦取り去り、おもりの床からの高さを巻き尺で測定しh1(m)とする。

C おもりを表に書かれた高さh2(m)まで持ち上げ、おもりがビースピの中心を通るように静かに放す。

D ビースピを通過した速度を読みとりV1(km/h)とした後、秒速に変換しV2(m/s)とする。

E おもりがビースピを通過する際、ビースピにぶつかったり、測定した数値が明らかにおかしい場合は、測定をやり直す。

F おもりの高さh=h2−h1(m)、質量を仮に0.1(kg)として位置エネルギーを求め、V2(m/s) から運動エネルギーを求める。

G 位置エネルギーと運動エネルギーがほぼ一致することをたしかめる。

注意点
 ・ 高すぎると誤差が多くなります
 ・ ビースピの真ん中を通すにはかなり練習が必要かもしれません
 ・ 計算が苦手な生徒の場合は時速から秒速への変換が出来ません
 
結果  
 うまく中心を通れば、振り子を使っていますので、高さの測定に気を配れば良い結果が得られます。
考察
応用等

特にありません
  
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