振り子

振り子

振り子時計やブランコ、メトロノームなど身の回りで使われている「振り子」の仕組みを学ぼう!

問題1:振り子の揺れ方はどうなる?

4つの球体がぶら下がる振り子。
どれか1つを前後に動かすと、他の振り子はどんな動きをするのかな?動画で確認してみよう!

実験動画

他の振り子との関係を動画で確認してみよう!

答え

振り子の揺れ方

揺らした振り子と同じ糸でつられた振り子が次第に揺れていきます。

原理

振り子の周期

つられた糸の長さが同じ振り子は、周期が一定になります。
止まっている振り子に同じ周期の振動を加えると、振り子は次第に揺れだします。

※周期・・・ 振り子が一往復する時間

トピック

ブランコの仕組み

ブランコは、振り子の一種である共振という現象を利用した遊具です。

ブランコを漕ぐときに、ブランコの揺れる周期にタイミングをあわせて強く漕ぐと、次第に揺れが大きくなります。

問題2:玉を当てるとどうなる?

振り子の端の玉を持ち上げて、そっと手を離してみよう
当たった他の玉はどうなっているかな?

実験動画

他の玉の動きを動画で確認してみよう!

答え

玉を1つだけ落とすと、他の玉に当たって止まり、反対側の端の玉が1つだけ弾かれます。
その弾かれた玉が戻ってきて、最初に動かした玉がまた弾かれます。
このような同じ現象が繰り返して起こります。

原理

運動量の保存

持ち上げられた玉が他の玉に当たるとき、ある運動の勢い(運動量)を持っています。
運動しているものがぶつかった時に、運動量は保存されます。

例えば玉を2個持ち上げて落とした時は、2個分の運動量が、3個ならば3個分の運動量が伝わるため、伝わった分だけ端の玉を弾くことになります。

トピック

バットとボールの関係

野球のバットとボールの関係を振り子の原理で考えると、バットを同じ速さで振ることができたとき、バットが重いほどボールを遠くまで飛ばすことができます。

しかしバットを重くしすぎると振る速さが遅くなるので、体力に合った重さのバットを選ぶことが大切です。