学習目安 | 小: S | 中: A | 高: A

ふりこの周期

一般小学生

まとめ

解説

ふりこの周期とは、おもりが元の位置に戻ってくるまでの1往復の時間を指します。この周期は、支点からおもりの重心までの距離である「ふりこの長さ」によってのみ変化します。物理学的な法則として、周期はふりこの長さの平方根に比例し、重力加速度の平方根に反比例します。

具体的には、ふりこの長さが長くなれば周期は長くなり、短くなれば周期は短くなります。この際、おもりの重さを変えたり、振れ幅を大きくしたりしても(振れ幅が十分に小さい範囲において)、周期は変化しません。例えば、周期を2倍にするためには、ふりこの長さを4倍にする必要があります。この原理は、時計の振子などの精密な時間計測に応用されてきた歴史があります。

コラム

厳密には、振れ幅が非常に大きい場合には周期がわずかに長くなるため、等時性が成り立つのは振れ幅が小さい場合に限られます。また、ふりこの長さはおもりの重心までの距離を指すため、おもりの形状や大きさが変わる場合は、重心位置の変化が周期に影響を与える点に注意が必要です。

小学生のみなさんへ

ふりこが1回いって、もどってくるまでの時間を「周期しゅうき」といいます。この時間は、ふりこの長さだけで決まります。

おもりの重さを重くしたり、ふりこをはなす高さを変えて「ふれはば」を大きくしたりしても、1往復おうふくにかかる時間は変わりません。これを「ふりこの等時性とうじせい」とよびます。

ふりこの長さを長くすると、周期は長くなります。逆に、短くすると周期は短くなります。もし周期を2倍にしたいときは、ふりこの長さを4倍にする必要があります。実験をするときは、糸の長さだけでなく、おもりの中心までの長さをはかるのがポイントです。

ルラスタコラム

大昔、イタリアのガリレオという学者が、教会の天井からつるされたランプがゆれているのを見て、この「ふりこの等時性」を発見したといわれています。この性質を利用して、昔の大きな「ふりこ時計」は作られました。

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