おもしろ科学手品講座

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念力振り子の入れ替わり ・・

                                                     講座指導:諫早市多良見町 子ども科学てじな講師 田浦 和憲


【 材料 】  割りばし,たこ糸, 円玉 個(またはダブルクリップなど),セロテープ

【 つくり方 】
  本の割りばしを、互いに pほど重ね合わせてセロテープで縛(しば)り、30 pくらいの長い棒を作ります。
 タコ糸と
個の 円玉(おもりになる物なら何でも良い)を、左図のように結びつけ、割りばしにぶら下げます。
 このとき、特に
AB間とCD間の糸の長さは、なるべく 正確に等しく してください。

【 あそび方 】
   割りばしを二つの椅子の間などに置き、AB側に吊(つる)した円玉だけを前後に揺(ゆ)らします。
 しばらく見ていると、だんだんと振動が小さくなるにしたがってCD側 の
円玉が揺れだし、それが最大に揺れる瞬間、AB振り子は一瞬止まります。
  
 と思ったら今度は振動がAB振り子に戻り、CD振り子の振動が次第に弱くなります。
 こうして
振動が互(たが)いに入れ替わり、替わる瞬間に振り子が止まる現象は、いつまで見ていても飽(あ)きませんね。


【 原理 】
 振り子に限らず、物には全て、その物体が最も振動しやすい特有の 「固有振動数(こゆうしんどうすう)」 があります。
 同じ固有振動数の物体どうしは、振動エネルギーを受け取って一緒に振動しようとします。
 これを 「
共振(きょうしん)」 と言います。

 すなわち、AB振り子の振動エネルギーは、横糸を通してCD振り子へと移って行ったのです。
 そして全てのエネルギーが移った瞬間に、もう一方の振動エネルギーがゼロになるのです。

 もし空気の抵抗がなければ、振動エネルギーはこうして互いに入れ替わりながら、左右の振り子への行ったり来たりを永久に繰(く)り返すことでしょう。
 これを 「
エネルギー保存則(ほぞんそく)」 と言います。

 

 

もっとくわしく知りたかったら : 不思議発見!「科学の手品101」 第148ページ 藤丸卓哉 著 ワニ文庫 \550
または 実験で楽しむ物理1 「ひとりでに廻る生卵」 第83ページ ロバート・エンリック 著 丸善株式会社 \1600

 

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