実験 運動量保存の法則

●目 的
 2つの物体が一直線上で衝突するとき、その前後で運動量保存の法則が成り立つことを調べる。

●準 備
 ビースピ(2個)、フィルムケース(2個)、糸、マッチ棒、ガムテープ、
 スタンド、水、電子てんびん

●方 法
(1)フィルムケースのふたの中央に小さな穴を開け、糸を通す。
 糸の一方にマッチ棒の折ったものをくくる。ふたをしたときマッチ棒が中に入るように。

(2)フィルムケースに水を適当に入れる。このとき水が少なすぎたり多すぎると、結果的に失敗しやすい。
 電子てんびんでそれぞれの質量を測定する。

(3)2つの糸をスタンドに固定し、Bのフィルムケースに、ガムテープを両面テープのように粘着面を表にも作る。つまりAが衝突したとき、一体となるようにする。

(4)ビースピを図のように配置する。Bが赤外線センサーをふさがないように注意。

(5)2つのビースピを速度が測れるモードにして、下向けに設置。
 Bが静止しているのを確認して、Aを初速度0でスタートさせる。Bに衝突し、一体となって通過すればよい。
 もし、ビースピにぶつかったり、一体とならなかったら失敗。

(6)ビースピ1が衝突前の速度、ビースピ2が衝突後の速度を測定したことになる。これらの値を記録する。

(7)以上の実験を5回して平均を求める。(どんなに少なくても3回はすること)

(8)水の量をA・Bともに変えて、同様の実験をする。

(9)運動量が保存されているといえるかどうか、検討する。
 なお、誤差は次のように計算せよ。




  左がBのフィルムケース
  中央がふた マッチ棒に注目
  右がAのフィルムケース

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