まとめ
【定義】
振幅(しんぷく)とは、ふり子が振れる幅の大きさのことである。ふりこの一往復に要する時間(周期)は、この振幅やおもりの重さには依存せず、支点から重りの中心までの距離、すなわち「ふり子の長さ」のみによって決定される。
まとめ
解説
アイザック・ニュートンは、17世紀から18世紀にかけて活躍したイギリスの科学者であり、万有引力の法則の発見や近代力学の体系化など、科学史上に多大な功績を残した。物理学において物体の運動状態を変化させる原因を「力」と定義し、その単位である「ニュートン(N)」は彼の名に由来している。
ふり子の運動を分析する際、周期を決定する要因として「しんぷく」「おもりの重さ」「ふり子の長さ」の3点が挙げられるが、実験事実として周期に影響を与えるのは「ふり子の長さ」のみである。振幅を大きくしても、あるいは重いおもりに吊り替えても、ふり子が1往復する時間は変化しない。
この「ふり子の長さ」と「周期」の間には明確な規則性がある。長さが4倍になれば周期は2倍、長さが9倍になれば周期は3倍、長さが16倍になれば周期は4倍という関係が成り立つ。この物理的な特性を理解することは、力学における法則性の把握において極めて重要である。
補足
ふり子の長さが一定であれば、振幅に関わらず周期が一定になる性質を「ふり子の等時性」と呼ぶ。厳密には、振幅が十分に小さい場合にのみ成立する法則である。
参照: 学習指導要領準拠資料
小学生のみなさんへ
「しんぷく」とは、ふりこがゆれる「はば」の大きさのことです。
ふりこが1往復する時間を決めるのは、ふりこのはば(しんぷく)でも、おもりの重さでもありません。たったひとつ、「ふりこの長さ」だけで決まります。
ふりこの長さを4倍、9倍と長くしていくと、1往復する時間は2倍、3倍というルールで長くなります。このふりこの決まりを見つけたり、力の単位の名前にもなっている「ニュートン」という有名な科学者の名前といっしょに覚えておきましょう。
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