ふたばのブログ〜理科教育と道徳教育を科学する〜

位置エネルギーを実験を通して学ぶ

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今回は位置エネルギーと運動エネルギーについての様々な実験を紹介していきます。

位置エネルギーの実験



これは位置エネルギーを調べる実験装置です。

上から重りを落として、下にある基準がどれだけ下がったかで位置エネルギーの大きさをみます。
学校では斜面を使った実験で調べることが多いと思います。

高さ①

高さ②

高さ③

高さが高ければ高いほど木片の移動距離が大きくなります。

位置エネルギーと運動エネルギー

下の写真は同じように位置エネルギーと運動エネルギーの関係を考えさせる実験装置です。
この装置に同時に金属球を転がすとどのような結果になると思いますか?
「エネルギーは保存されるから同時に着くはず」
そう思われたあなた。ふたばと同じ考え方ですね。でも実際は

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斜面の大きなレールの方が早くゴールします。スタート位置より下になると位置エネルギーが運動エネルギーにかわります。(速度が速くなる)つまり、低位置の時間が長いほど。早くゴールまで行くことができるのです。まんまと騙されてしまいました。角度が大きければ大きいほど速いわけではありません。その分距離が伸びてしまうからです。もっともバランスのとれた角度はサイクロイドになります。ここまでいくと高校の範囲ですね。意外な実験結果は思考を活性化させます。ぜひ学校でも作ってみてください。

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