放物線の焦点

放物線の焦点

パラボラアンテナにも応用されている「放物線の焦点」の法則について、ボールを使った実験で学んでみましょう!

いろんな場所からボールを落とすとどこに向かって弾むかな?

展示台のすり鉢状になっている底に向かって、穴からボールを落とします。
ボールはどの方向に向かってはね返るでしょうか?

実験動画

カラフルなボールを穴から下へ落とした時、どの方向にはね返るのか動画で確認しよう!

答え

落下するボール

穴からボールを落とした時、下の反射板(すり鉢状の底)に当たりはね返ります。
どの穴から落とししてもはね返る方向は同じで、中央のケースの中に入ります。

原理

放物線の原理

反射板(底)の断面を見てみると放物線になっており、中央の丸いケースの入り口は放物線の焦点に取り付けられています。

焦点とは、放物線上の点Pから準線に向けて垂直に引いた線PHと点Pから対象軸に引いた線PFが等しい距離になった時にできる点Fのことを言います。

対象軸と平行に落下した物体(ボール)は、放物線にぶつかると必ず焦点に向かってはね返ります。

トピック

パラボラアンテナの仕組み

衛星放送などに使われているパラボラアンテナは、この原理を利用しています。

受信した電波を反射版で反射することで、効率的に焦点へ集めることができます。