実験 単振り子の最大速度

●目 的
 単振動(単振り子)の最大速度を求め、理論と一致するかどうか調べる。

●準 備
 糸、ビー玉(質量の異なるもの2種)、セロテープ、スタンド、
 ビースピ、巻き尺、電子てんびん

●方 法
(1)ビー玉と糸をセロテープでくっつける。糸の他端をスタンドにつるす。
 ビー玉の位置は、ビースピの光センサーの位置と同じ高さにすること。

(2)糸の長さLを測る。(ビー玉の中心までとする)
(3)最下点に、ビースピを裏向きに置く。
(4)スタート位置のA距離を測る。
 このとき、ビー玉のスタート位置で、図の角度?が10゜以下になるようにする。
(5)初速度0でビー玉をスタートさせる。ビースピに衝突しなければ、ビースピの速度を記録する。
(6)以上の実験を、同じ?、同じAで5回繰り返す。(少なくとも3回はする)

(7)次に、
  ビー玉はそのままで、Aを変える
  ビー玉の大きさを変えて、?やAはそのまま
 のどちらかを選んで、(1)〜(6)を繰り返す。
 なお、Lは変えても変えなくてもよい。

(8)理論と実験が一致するかどうか検討する。

●理論
単振動の速度は v=Aωsinπt で表される。その最大速度 Aω はとなる。
ここで、ω=2π/T 、T=2π*sqr(L/g) であることを考えて、Aω=A*sqr(g/L)となる。これを理論値とせよ。
なお、重力加速度を9.80m/s^2として計算せよ。

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