出産前後の痔にはご注意!

振り子の周期を測定したいのですが、おもりのせいできれいにできません。(振れないで、楕円を描いて回ってしまう・おもりがくるくる回るなど)
振り子のおもりに最適なものを教えてください。
なるべく一般家庭にありそうなものでお願いします。

A 回答 (8件)

おもり、小さくて重いものがよいので、釣りの錘などがあればよいかもしれませんね。



ただ、楕円を描くのは、振り子の錘の放し方の影響があるかと思います。錘を放すとき、わずかに左右にぶれると軌道が楕円になります。正確に放すのは難しいですよ。
あと、錘の回転ですが、糸で吊っていますか? 糸の多くはねじってあるものがほとんどです。錘でぶら下げた場合、その影響でねじれが生じやすいです。編んである糸だと影響が少なくなると思います。編んである糸、ちょっと入手が難しいのですけど・・・。

この回答への補足

楕円を描いたときは、分銅をおもりに使いました。
糸はNo.1の補足と同じく家庭糸細口です。

補足日時:2006/08/18 10:16
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遊園地の回転ぶらんこで実験なさってはいかがでしょう。

長時間できますよ。
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今、国内旅行カテで円筒形の部屋の質問をしました。

参考にしてください。
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手元にエレベーターの遠隔運転性能診断結果のグラフがあります。



加速走行時間 3.8秒(走行を初めて定常運転までの時間)
減速走行時間 4.8秒(減速を始めて停止までの時間)
定常運転速度 90m/分
但し速度変動 0.9m/分の表示が別途記載されています。

参考になれば・・・。
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#1です。


エレベータの加速度の影響を測るというのは難しいと思います。私が書いたのは振り子の周期が振り子の長さ、振り出しの角度にどの様に関係するかを0.1秒の精度で測るという方法です。この方法を一度家でやってみて下さい。測定に精度を出すというのがどういう内容かががわかると思います。そうするとエレベータの中での測定が精度を持つためにはどの様な注意が要るかもわかると思います。
私は糸を長くしてやっていますから糸の撚りの影響が小さかったです。おもりのぶれも小さかったです。14cmだと糸の撚り、おもりのぶれの影響は強く出てきます。釣具屋さんで細い目のテグスを手に入れてやってみて下さい。まず、動いていないところで測定が出来ていないとエレベータの中での測定が意味を持ちませんね。
体重計ではもうやったということなので加速度のおおよその値は求まっていますね。その加速度が振り子にかかると周期がどの程度変わるかも予想していないと実験は出来ませんね。その予想で実験内容を吟味します。
早くなる、遅くなるはわかるかもしれないですね。それ以上はやったことがないので何とも言えません。
固定が気になります。手で持つのでしょうか、スタンドに付けて床に置くのでしょうか。
エレベータは高層マンションのものですか。何秒間ぐらい加速度一定の状態が続きますか。

この回答への補足

テグスとおもりを長州屋で購入しました。
デグスは0.8号と2号です。
針金で作ったスタンドに結びつけて固定します。
エレベータは高層マンション用35階~4階までを利用します。(33階~5階までは高層階用エレベータのため通過)
加速度はせいぜい2,3秒ぐらいしか一定にはなりません。

補足日時:2006/08/18 12:19
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この回答へのお礼

すみません。
補足の続きです。
振り子の周期の測り方は、
ビデオでとる

PCに取り込む

avi形式になおして、1フレーム(1/30)ごとに静止画キャプチャー

1周期が何フレームにまたがっているかで時間を計算
です。

お礼日時:2006/08/18 12:38

振り子の周期を測定する実験はふつう50回ぐらい振らせて平均値を計算します。

エレベーターの加速している時間は短いです。その間の振り子の周期の変化を測定するのは難しいと思います。体重計をエレベーターにおいて体重の変化を調べるなどの方がはっきりと結果がでますよ。

この回答への補足

それもやりました。

補足日時:2006/08/18 10:36
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ぶら下げる糸はねじっていませんか?


より糸は力の加減でどうしてもよりが戻り回転します。
テグスがあれば良いのでしょうが。

ぶら下げる糸を2本にしては駄目でしょうか?
ブランコみたいに・・・。
この場合ある程度の重量がブランコの座る部分に必要でしょうけれど・・・。
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  1  1
  ===
   重

解るかな?
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この回答へのお礼

テグス探してみます。ありがとうございました。

お礼日時:2006/08/18 10:21

どれくらいの精度のものを考えておられるのかがわかりませんが家庭でやるというのであれば周期は0.1秒まで出れば充分でしょう。


おもりは50g程度で糸は普通の木綿糸で測ることが出来ると思います。
どの様なおもりと糸を使ったのですか。くるくる回るというのは糸が太いのと違いますか。凧糸のようなものでなく縫い糸がいいです。太いと糸の撚りが戻ってしまいます。木綿糸でも撚りが戻りますが問題になるほどではないと思います。
周期は10往復の時間を測って10で割ると精度が上がります。普通の腕時計で出来ます。周期は角度に関係しないと習っていると思います。これは角度が小さいときに成り立ちます。大きくなるとずれてきます。どれくらいの角度でどれくらいずれてくるのかも測定できます。やる前にどちらにずれるかを予想して下さい。
周期の長い方が測定が楽ですので糸の長さは1.00mから初めるといいでしょう。

この回答への補足

おもりがくるくる回ってしまったのは、5円玉を使ったときでした。糸は家庭糸細口です。(普通の縫い糸)
エレベータの加速度がかかる。→振り子の周期が変わる。を証明したいのでそんなに長くはできません。
せいぜい14cmです。

補足日時:2006/08/18 10:11
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Qフーコーの振り子の模型を作りたい!

 こんにちは。先日、日本一大きいフーコーの振り子を見たのですが、自分で模型を作って、それを自由研究に(テーマがころころ変わるなぁ)しようと思っています。
 出来れば2mほどの(糸の長さが)を作りたいのですが、一番よく分からないのは、支点(一番上の固定する部分)をどんな形にするか、です。福済寺(フーコーの振り子があるところ)の方は「難しい装置」とおっしゃっていましたが、昔、「フーコーの振り子を作ったよ!」という記事があったような気がして・・・
 
 素人では出来ないのでしょうか?材料、作り方、観察法法などを詳しく(出来るだけ簡単に)教えていただけると幸いです。

 どうか、ご回答をお寄せください。

Aベストアンサー

 2mでもできるよ。フーコー自身も最初は室内の小型で実験していたのをよく調べたね。フーコーがあんなに超大型を作ったのは、貴族や裕福層にアピールする目的が大きかったのです。
あんな超大型にして観測精度が向上したかと言えば、実は駄目だったのです。
 しかし見せ物としての効果は絶大だった。フーコーは自己アピールや世渡りが上手だった事で歴史的に有名です。その後、パトロンに見せるために、振り子をあきらめてジャイロスコープに変えたけど、やはり良い結果は出ないまま終わったのです。このあたりは一般には知られてないけど。

 大型の振り子でも、振動はどんどん減衰します。大きくても朝に動かしたのが夕方まで続くわけが無い。
それをおぎなうために電磁石が使われている。

 教材の実例を見よう。
http://search.12rikachan.com/cgi-bin/lookup?type=teacher&method=list&id=109223043522114&sid=109223043522114&sequence=1&page=0&operation=clearpush&keyword=%83t%81%5B%83R%81%5B&price_min=&price_max=&x=0&y=0
 この、フーコー振り子 FF-88T という名前のところを左クリック。
この振り子の長さは1mです。値段がすごいのは理科教材だからなんだけど、電気時計の電子回路が使われてる。これを知らないで作るアマチュアは挫折するみたいです。
君にもこれが壁だと思う。

 試算をしてみると、
長崎市は北緯32度。振り子が1日に回る角度は、360×sin32度=191度。1度うごく時間は1日÷191=(24×60分)÷191=7.5分。 振り子2mの周期は2.8秒。だから約160回振れて1度動く。自然のままの振動は数百回も続かないよね。

支点は、ナイフエッジという方法です。天秤などで普通に使われてるので検索してください。支点の機械摩擦で精度が決まります。自作は無理なのでジャンクから流用するしかないです。君が工作が得意かどうかによるね。

 まとめると、振動の減衰は電子回路でクリアーできる。(アンティークショップによくある数十年昔の、振り子式「電気」時計と原理は同じです。)そして精度は電子回路と支点の両方で決まる。大きすぎて重いのは支点で苦労する。しかし、展示で見栄えするのは巨大な振り子。それはオブジェ的な価値だ。


 フーコーの歴史。
http://www.calacademy.org/products/pendulum/
 最初のページの途中、
Mark II Foucault Pendulum: Mark II Pendulum Specifications (1.0 MB PDF updated 08/10/2004)
に、フーコーの大型マシンの詳細のpdfファイルがあります。円環型の電磁石が、ロープの途中にある鉄円盤を、近付いたときに少しの時間だけ電気を通して、引っ張っています。つまり巨大な電気時計だったのです。そしてこの時代、その電気的な精度が壁だった。

 君にお進めしようか、と思うのは、理科教材サイトの「製作中止 フーコー振り子実験器 A 」なんだけど。
じつは僕が高校の頃「緯度によって回る角度が異なる」のがどうしても理解できないときに、これと同じ、板にピアノ線立てて重りを付けただけの模型を作ってもらって、すごい分かった気分になったやつなんです。おんなじ物が商品になってるんでびっくりした。
 天文とは少しちがい?かもだけど、見る人が見れば立派に天文の分野だと思うんだ。計画して、材料買って、作って、レポート書いて、他の課題もあると思うんで、時間的に丁度かも。

 2mでもできるよ。フーコー自身も最初は室内の小型で実験していたのをよく調べたね。フーコーがあんなに超大型を作ったのは、貴族や裕福層にアピールする目的が大きかったのです。
あんな超大型にして観測精度が向上したかと言えば、実は駄目だったのです。
 しかし見せ物としての効果は絶大だった。フーコーは自己アピールや世渡りが上手だった事で歴史的に有名です。その後、パトロンに見せるために、振り子をあきらめてジャイロスコープに変えたけど、やはり良い結果は出ないまま終わったのです。このあ...続きを読む


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