名学館[茨木水尾校] ブログ

2022.01.28 00:46
教育

引っ張り方で変わる?(物理の糸引き実験)

実験 物理 おもしろい
この記事をシェアする

茨木市にある個別指導塾
名学館茨木水尾校の西(にし)です!

最近は雪が降ったりと、とても寒いですね。
大学生の私はというと
学校も終わって日に日に布団の中から
出る時間が長くなってしまっています(^ ^)

今回は大学の実験で面白いことを
少し前にしたので書いていこうと思います。
家でも簡単にできると思うので
興味がある人は是非家でやってみてください。

①用意した実験器具

1、おもり(500mlのペットボトルに水を入れたものでOK)
2、糸 3、釣り針2個 4、フック付きの長い角材(長い角材にフックをつけたらOK)

②実験方法

フック付きの長い角材に糸をかける。
あらかじめ釣り針を接着剤でおもりの上側と下側にくっつける。
フックにかけた糸の下側をおもりの上側の釣り針にかける。
最後におもりの下側のフックに糸をつける。これで準備はOK!!
あとはおもりの下側の糸を引っ張った時の糸の状態を見る。
この時糸がどうなるかをよく見ると面白い結果が得られるよ。

友だち追加

③予想

まず糸がどうなるか予想してみよう!!(予想を立てるまで4は読まないように)
ヒント
1、上の糸が切れる
2、下の糸が切れる
3、何も起こらない

この3つの現象のどれかが起こるからよく考えてみよう!!

④結果

結果としては1、2のふたつは起こります
1が起こるを選んだ人は
よく高校物理をわかっている人だと思います。
考えとしては力の関係式を立てましたね!!
下の糸を引く力をF、おもりの重さを
Mgとすると、上の糸にかかる力は
おもりと下の糸を引く力の和
なので
F+Mg-①となります。
また下の糸にかかるのはF−②だけなので①>②となる。
そのため上の糸が切れるというわけですね。
ここまで見ると2は正解では
ないんじゃないと思うかもしれません。
私も実験する前はそう思いました。
しかし1の考え方はFを一定で加えた場合、
言い換えるとゆっくり引っ張った場合です。
なので下の糸を
素早く引くと下の糸が切れるのです。
この結果大きく影響するのは撃力というものです。
ここからさらに掘り下げていくと材料特性(ヤング率、ポアソン比 etc)といった、
なかなか重い話になってしまうので、今は撃力の話をふわっと書いて終わりたいと思います。
撃力とはバットでボールを打つとき等,
瞬間的に極めて大きながはたらくものです。
イメージとしては高校物理の運動量と力積の関係を考えてくれたら良いです。
そのため瞬間的に大きな力に耐えれずに、
下の糸は切れてしまうというわけです。

◆まとめ
ゆっくり引っ張ると力の関係より上の糸が切れる。
また素早く引っ張ると下の糸が撃力の影響で切れる。

まとめとしてはこのふたつです。しかし私はこの実験から
高校物理を身の回りで使えることに驚きを感じました。
ぜひ家で実験して物理の面白さを感じてもらいたいと思います。

実験 物理 おもしろい
実験 物理 おもしろい

友だち追加

この記事を読んだ方はコチラも是非!

効率重視!夏期講習の効果を上げる方法

【新学年対応】人に好かれる自己紹介。

勉強に必要なのは想像力。

成績が上がる子どもの特徴

公式LINEでいつでもお問い合わせできる

最新の記事はコチラ!

個別指導塾 名学館茨木水尾校

・住所: 大阪府茨木市水尾3-16-27
・電話:072-657-1719
公式LINE
Instagram


この記事をシェアする