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よくあるご質問

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ペンネーム:杉乃さん

物理的な 振り子の原理

[その他]

別に悩み事では無いのですが~😊
子ども達 相手の ボランティア活動してます
子供から質問を受けまして回答に困ってます
質問
一メートル(固定)の先にボールを括り付けて
時計の振り子の様に動かしているときのボールの速さ①と
その同じボールを動かしている最中に50センチの所で紐を固定するとボールの速度が①より速い速度の振り子になる②となる
・・
②のボールは①より速くなる
②も①も同じ速度で目の錯覚
と、意見があります
正解と説明の方法を教えてください
私は子供たちに説明出来ません

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回答 6件

ペンネーム:ハピネスさん

ウエブページで見ました。宜しかったら参考にしてください。以下

途中でふりこの長さが変わるとき

途中にくぎなどを打つことによって、ふりこの糸の長さを変えたとき、変わらないものと変わるものがあります。

途中でふりこの長さが変わるときおもりが一番高くなるときの高さは、振れ始めの位置と変わりません。

おもりが支点のま下にきたとき、おもりの速さが一番速くなるときの速さは、どちらから振れたときも同じです。

変わるのは、おもりの移動にかかる時間です。

上の図だと、左半分はふりこの糸の長さが長く、右半分はふりこの糸の長さが短くなっています。
そして、「ふりこの長さを長くすると周期は長くなります」。

だから、図の左半分では、ふりこの長さが長いので、おもりが移動する時間は長く、右半分では、ふりこの長さが短いので、おもりが移動する時間は短いということになります。

ペンネーム:杉乃さん

相談者
やっぱり
振り子の長さが変わる時・
①振り子の一番高い位置は変わらない・
 私達 愚鈍の頭での話し合いの中で
 なんで速くなる? 高さは違うはずだ? と
だれも明晰な 解答は出来ません
まぁ~子供たちに なんでやろなぁ~~と
疑問、不思議を感じて貰っただけでも意義がありそうです
ご親切にありがとうございます。感謝・

ペンネーム:与太郎さん

原理のお話の後で、ブランコに乗ってみませんか
紐の長いブランコ、紐の短いブランコ
同じ子が乗って、10回振る時に、何秒経過・・とか
体感出来ておもしろいかも

チョット違うかな?

ペンネーム:杉乃さん

相談者
ありがとうございます
これは現実的に すぐに、役立ちます
良いご意見、ありがとうございます
小学生には ピッタリの ブランコ教材😊になります
体育館なのですぐに、作ることが出来ます
こどもから どんな意見が飛び出すか~😊
楽しみです ありがとうございます!

ペンネーム:与太郎さん

がんばって~!

ペンネーム:たぶんさん

>最上部では エネルギーが ”0” となり、最下部では エネルギーが ”最大”となり、それを ”繰り返し動作をする事を振り子運動” と云う。

ムーミンさんの説明で良いのですが、誤解を生む可能性が有るので。

最上部は全てのenergyが位置energyになっており、運動energyはゼロという事かな。最下部は運動energyが最大。

energy保存則ですから、
位置energyが下がっていく分、その分が運動energyに変わっていく。

位置energyは最下部でも(最上部ー最下部)だけあります。紐で固定されているので最下部の位置energyは考えない。

ペンネーム:杉乃さん

相談者
コメント頂いてありがとうございます。
コメント頂いた「たぶん」さんを含めて諸氏のように
頭脳が明晰ではありませんが皆様のご意見にほんの少しは
解りかけたような状態・です
まぁ~何とか子供たちに説明できそうです
☆関心を持っていただき コメント下さり
本当にありがとうございます 感謝・

ペンネーム:ムーミンさん

      物理的な振り子の原理ではなくて、”振り子の考え方” の説明
      とした方が良いでしょうネ。(子供に解り易く^^)

      振り子の支点摩擦と、作動部の空気抵抗を”0”として考えると
      「ボールの重さと引力」が ”振り子動作(エネルギー)” の素ですネ。

      ここで、『エネルギー保存の法則(考え方)』 が キーポイント になり、
      ”エネルギー の大きさ” は 『ボール(重量)の振れ角に対する上下の
      移動量(降伏点まで)』 となります(①の状態)。

      最上部では エネルギーが ”0” となり、最下部では エネルギーが ”最大”
      となり、それを ”繰り返し動作をする事を振り子運動” と云う。

     『作動中の振り子 エネルギー』 は変わらず、ひもの長さを半分とし
      た場合は、上下運動量(重力に逆らう)の保存性から振れ角を大
      きくすることになる(②の状態)。

      最初に与えたエネルギーに対して、ボールの”最下部での速度”
      は早くなり、『振れ回数』は多くなる『速度の捉え方』の現実
      問題だろう。

ペンネーム:杉乃さん

相談者
わかり易い コメントありがとうございます。
仲間と これはエネルギー保存の法則から分かり易く話した方が
よさそうだと 話中です
矢張り 目の錯覚ではなく、 すこし、速くなっているのですね
ありがとうございます。

ペンネーム:途中でふりこの長さが変わるときさん


http://blog.livedoor.jp/aritouch/archives/3902524.html

ペンネーム:杉乃さん

相談者
「働きアリ」
この記事を子供たちと勉強してみます
解りかけたような 気が??
私の頭で 上手くせつめいできるかどうかです
他の方のコメントと合わせて 物理の良い勉強になりそうです
初歩的物理のボランテイアなのですが
私の頭 今一つです
本当にありがとうございました。

ペンネーム:途中でふりこの長さが変わるときさん

お役に立ててよかったです。リンク張っただけですが。ユーチューブにもいくつか振り子実験の動画があります。
いかに簡単に教えるかはとても難しいことだと思います。
いくつかの模型を作って一緒に考えるという手法をとってはいかがでしょうか。
・重さの違う同じ長さのひも。
・違う長さのひも3種類
などがあればほぼすべての実験は可能かと思います。
ボランティア活動での活躍も頑張ってください。応援しております。

ペンネーム:杉乃さん

相談者
返信コメント ありがとうございます!
当方には約20名の若者がいますので 全員が良い勉強になると
私たちが 逆に勉強です😊 頑張りま~す
ご親切に 感謝・ありがとうございます!

ペンネーム:物理振り子さん


 エネルギーについての物理の問題ですね。面白い問題ですね。

 物体はエネルギーを有して居ます。

 高さhにおいて、速度vで動いている物体は、
高さhに基づく位置ネルギーと、速度vに基づく運動ネルギーを有します。
高さや速度が変わりますと、その物体が有するエレルギーは変化します。

位置ネルギーと運動エネルギーの式などは、つぎのURLなどの詳細に解説されていますので、そこを参照してください。十分に理解できると思います。

http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/mech/itiene/jyuuryokuiti.html
http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/mech/rikiene/tannhuriko.html

ペンネーム:杉乃さん

相談者
さっそくの返信コメント ありがとうございます!
やはり、私には 解りかけたような解らないような? です😊
予想外にむずかしそうなのですね
・・
子供たちと初歩的物理的な事柄で物を考えるボランテイアで
少しは 興味を持ってもらったような質問でした
本当にありがとうございました

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