1(m)の物差しでモーメント

   
対象等
中学生から高校生まで
目的
1mの物差しを使って、大きな天秤を作ります
準備
1m物差し、スタンド、針金、おもり、タコ糸
実験条件
あらかじめ物差しに小さな穴を開けるために、ドリル等が必要になります
方法
 いささか乱暴ですが竹製の1m物差しの中央のちょっと辺寄りにドリルで小さな穴を開け、そこにたこ糸を通します。この糸をスタンドに吊すと大きな天秤ができます。

 同じ長さの針金を切って、定規の両側におもりをぶら下げられるようにします。針金の位置は、中心からの定規の目盛りで読みます。

 左側に2個のおもりをつけ、適当なきりの良い長さにつるします。

 次に右側に1個から5個ぐらいまでのおもりをぶら下げ、釣り合う長さを測定します。あとは両者のモーメントを計算(おもりの質量と中央からの距離の積)し、一致することを確認します。

 生徒は片方が重いとき、おもりを外側にずらすのか内側にずらすのか、分からないようです。

 また定規の一端の穴に鉛筆の芯を上から立てて、机の上で適当な距離にバネばかりを2台ひっかけ、互いに反対方向に引き、モーメントを求める方法もあります。

 距離は物差しの目盛りですぐわかりますので、いろいろやっている内にモーメントのかけ算が自然に身に付きます。
 
注意点
 ・ 釣り合いの位置を決めるにはmm単位の微妙な調製が必要です
 ・ おもりの数は多い方が良いです
 ・ 実験で使うようなおもりが手に入らないときは、釣具屋さんでおもりを買ってくると代用できます
結果  
 きちんと釣り合いをとれれば、かなり正確な値が出てきます。ただ生徒はmm単位の長さまで読まないことがあるので、注意が必要です。
考察
応用等

 ・ 距離と重さ(力)の関係を考えさせます
 ・ その上で、力が少ないときは距離が長くなることを把握させます
   
備考
 長い物差しで遊びたがる生徒がいます。これも取扱注意です
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