平成23年度　第2回　サイエンスラボ

ブランコは大人も子供も同じに揺れる

平成23年7月27日　竜之口小学校

指導　和田

教室 受付を済ませた児童

実験の流れ ☆印　:高学年クラスのみ　　○　編集者コメント

１．　ブランコの周りに集合

２．　実際ブランコをこがせ、「ゆっくりこいだとき」の周期を測る。 　　　測定はサポーターが行う。児童には周期を伝える。

３．　「速く、大きくこぎなさい」と伝える。周期を測る。児童には周期を伝える。

ブランコをこいで周期を測る

ブランコをこいで周期を測る

４．.　教室に移動。

５．　ブランコをこいだとき、周期を黒板にまとめる。 　　　ゆっくりこいだとき 　　　速くこいだとき 　　　○　大きくこいで速いスピードで振ったときの方が少し周期が大きいようです。 　　　　　　くさりとか風圧とかの抵抗が関係しているようです。（大きな振幅では振り子の等時性は成り立たないことが証明されている。）

６．　ブランコの周期のまとめをする。 　　　｛ブランコを速くこぐことは出来ない」

７．　振り子の周期に関する性質を調べる。事前に予測させ、理由を聞いておく。 　　a)　　振れ幅を変えたら、周期はどうなるか。予測させ、後で周期を測る。 　　b)　　錘の重さを変えたら周期はどうなるか。予測させ、後で周期を測る。 　　c)　　紐の長さを変えると周期はどうなるか。予測させ、後で周期を測る。 低学年は、以上の実験から次の結論を導く。「振り子の周期は、振れ幅や錘の重さによっては変わらない。紐の長さだけによって変わる。」(固有周期） 　　☆　ｄ）　　紐の長さと振り子の周期の関係をグラフに書く。T=2π√（l/g) 　　　　　○　　l　と　T　の関係は曲線で　分かりにくいので　l 　の平方根と　T　の関係にすると直線になり荒い演示実験でも別図のような関係が得られる。(この報告のため作成） 　　☆　　このことから、長さが分かれば、周期が予測できることを理解させる。 　　☆　　以上の実験から、次の結論を得る。「振り子の周期は、振れ幅や錘の重さによっては変わらない。紐の長さだけによって変わる。」(固有周期）

ブランコの測定結果を討議

振動の周期測定１	振動の周期測定２

振動の周期測定３	周期と長さの関係　　T　ｖｓ　l

	周期と長さの関係　　T　ｖｓ　　√l

８．　2連振り子で振動の移り変わりを見せる。 　　☆　　一方だけ振らせたとき、何が起こるかを予測させる。予測の理由を聞く。 　　　　　観察結果から、同じ長さの振り子では、エネルギーの移動が起こる。エネルギーの保存則が存在することを感じてくれるか？ ○　指導者によると校舎の一部でない別の振り子を取り付ける棒が必要です。

☆　９．　地震計の原理について説明する。 　　　　　地盤の振動を測ることの困難を感じさせる。振り子の強制振動を実演し、固有振動とあわないときには動かないことを利用して振動計が作られていることを理解さす。

１０．　長さの異なる振り子を一つの軸につるした振り子で、特定の振り子だけを振らせることを演示してみせる。

１１．　上記3連振り子を作らせる。 　　　　持参した５円玉ト主催者が用意した割り箸と紐で作る。振らし方ヲ練習させる。この遊びは、固有振動と共振現象を利用したものであることを感じさせる。 ○　どの振り子に共振する振動を割り箸から伝達できるかが腕の見せ所です。

	連成振動

共振さす	振り子を作る

思った振り子を振動さすことに挑戦、出来たかな。