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【ご注意】このブログサイトで紹介している実験の中には、予測できるもの、予測できないものも含め、危険な事態が生じる場合があります。実験はすべて、ぼくやぼくの知人が実際に行ったことのあるものばかりですが、実験を再現される場合は、記事や参考文献の内容をよくご理解の上、ご自分の責任において行ってください。なお、生徒さんやお子さんの場合は、自分たちで単独では行わず、しかるべき指導者や保護者の方のご指導のもとに行ってください。

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 物理サークルに顔を出してきました。

 

 といっても、所用もあり、前半だけ。ぼく自身も、用意していた実験装置を忘れてしまい、話だけという情けない発表に・・・(これで2回連続、装置を忘れています。次回は持っていこう)

 

 というわけで、ほんのちょっぴりですが、実験の紹介を。

 

 冒頭の写真は前田さんの装置。ばねを伸ばしてその勢いで上へ飛ばすという装置ですが、ばねを2倍伸ばせば弾性エネルギーは4倍になり、それが位置エネルギーに変換されると飛び上がる高さは4倍になる、というのを、じっさいに目で見えるようにしたもの。

 

 単純ですがおもしろい。100円ショップで買ったという指示棒もおもしろいですね。

 

 厳密に4倍かどうかは置いておいて、だいたいの傾向はわかります。弾性エネルギーと伸びとの関係が目で見て分かる、すばらしい装置ですね。

 

 

 こちらは少しマニアックな装置。ループコースターですが、前田さんの設問は深かった。

 

 白いプラレール上を転がすビー玉の大きさを変えると、飛び出した後の落下地点までの距離がどう変わるか、という問題。大、中、小の球が用意してありました。

 

 中の球はコの字型のレールにぴったりはまる大きさなので、一番摩擦が強いだろうと皆が予想した通りの結果になりました。では、大と小は・・・

 

 ここは、意見の分かれたところ。

 

 ・・・・

 

 ・・・・

 

 ・・・・

 

 大の方が遠くへ飛びました。

 

 回転の効果だなあ、と声が上がりましたが(ぼくもその一人です)・・・

 

 

 こちらは、なんと100円のおもちゃ。ボタンをがちゃがちゃと押すたびに階段が動いて、ピンクの人形を階段の上に持ち運びます。最後はスロープを滑ってもとにもどる。

 

 仕事が位置エネルギーになり、それが運動エネルギーに変換されるという、おもちゃです。

 

 

 これもよくある問題をそのまま実験装置にしたもの。

 

 実物を作って考えるというのは、物理では非常に重要なこと。紙と鉛筆だけで問題を解くのとは違って、実際にはこんなことやあんなことが関係すると、深く考えさせられます。

 

 特に摩擦はそうですね。

 

 ファインマンも、有名な「ファインマン物理学」で、教科書に載っている摩擦の式や摩擦係数の値はまったく意味がない、と断言しています。実験を重んじる理論家ならではの言葉ですね。

 

 前田さんの発表はこれ以外にもいっぱいありましたが、ここではこのくらいで。詳しくは、いずれ更新される愛知物理サークルのウェブサイトをご覧ください。

 

 みんながどよめいたのが、こちら。岐阜から参加した石川さんの装置。

 

 

 写真だと、なんだかわかりませんね。

 

 板の下の左右にモーターと車輪があり、それぞれのモーターにはLEDの光を感じるセンサーがついていて、光量が少なくなるとモーターの回転数が下がり、車輪の速度が下がるようになっています。

 

 で、図のように黒い川のようになっているところへ、装置を斜めに突入させると・・・

 

 先に黒い面に突入した側の車輪が遅くなり、装置の進行方向が曲がります。

 

 そう!

 

 これ、波の屈折をホイヘンスの原理で説明するときのモデルを、そのまま装置にしてしまったものなんですね。

 

 お見事!

 

 黒から白への突入角度を変えると、全反射も見られます。

 

 さっそく授業に使いたいと、装置を借りていった人もいました。

 

 この装置を見ていて、もっと簡単な装置で、似たようなものが作れたらいいなと思いました・・・右左の車輪の速度が独立していることと、床の素材によって速度が変化することがポイントかな・・・今後の課題ですね。

 

 

 こちらも石川さんの装置。連動振り子。2つの振り子がエネルギーを伝えるばねとして、石川さんはなんと少し太めのピアノ線を使いました。ばねからたわんだピアノ線へ・・・これは思いがけない発想です!

 

 みんな、大いに感心しました。

 

 なお、振り子の下にあるのは電磁石。連動する振り子の揺れが位相のずれを生じるのですが、そのずれを拡大して見やすくできるように、電磁石の力と重力の合力をみかけの重力として、2つの振り子にかかる見かけの重力を変化させるという装置です。うなりの周期に合わせて電磁石の力を制御する装置が画面の手前に置かれています。

 

 

 これは手作りのコンデンサとコイルで、ミニ蛍光灯を光らせる共鳴実験。林ヒロさんの考案による装置を、杉本さんと成相さんがスマホを使って改良しました。

 

 スマホのアプリで単振動の音を出せるものがあり、その音をイヤホンジャックからアンプに通して、回路の入力信号として使っています。さらにそれを変圧コイルで昇圧し、蛍光灯が点灯する電圧に変えています。

 

 コンデンサは金属板とやはり金属製の菓子箱。間にはさむラップを厚くするとコンデンサの容量が小さくなり、共鳴振動数が大きくなります。

 

 スマホのない時代には高価な発振器を使っていた実験。ぼくもさっそくそれと似たアプリをダウンロードしました。

 

 なお、この装置、コンデンサの金属板が震えて音を出すので、使っている信号を音として耳で聞くことができるんですね。そういう意味でも、非常に優れた装置です。(『いきいき物理わくわく実験1』の「鳴って光って電気振動」に詳細が紹介されていますので、詳細はそちらでご覧ください。写真の装置は、『いきわく』の記事に比べるとかなり簡略化されています)

 

 

 こちらは、おなじくスマホアプリを入力源にしたクントの実験。瓶の中の発泡スチロールの粒が、クントの共鳴模様を描いています。いやあ、スマホ、便利な道具だなあ!

 

 

 こちらはアナログなクントの実験装置。

 

 林ヒロさんの作ったもの。名大の中村さんがかかわっている放送大学講座で使用するために作ったものだそうで、置き場に困っているとの話もありました。

 

 とにかくでかい!

 

 これだけ大きいと、科学館のようなところでないと保管できないでしょうね・・・

 

 引き取り手があるといいのですが・・・

 

 というあたりで、ぼくはタイムリミット。

 

 早々と引き上げました。

 

 この後の展開は、ぼくも公式ウェブサイトの更新を待ちたいと思っています。

 

 では、このへんで。

 

関連記事

 

→物理サークル2017.9.23 その1

 

→物理サークル2017.9.23 その2

 

→【ミオくんと科探隊サイトマップ一覧】

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