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実験

ぶらんこの原理(げんり)をたわしで研究(けんきゅう)「たわしの(おも)()ぶらんこ」

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だれかにおしてもらわなくても、ぶらんこがゆれ(つづ)けるのはなぜだろう?()っている(ひと)重心(じゅうしん)移動(いどう)がそのひみつだ。ぶらんこに()ったときのことを(おも)()しながら、ひもの(なが)さで重心(じゅうしん)調節(ちょうせつ)して、たわしをゆらしてみよう。はじめはなかなかむずかしいぞ。

用意(ようい)するもの

・たわし
・Sの()フック
・ひも(1.5~2m)

やり(かた)

じゅんび

1)たわしのリング金具(かなぐ)にひもを(とお)して、しっかり(むす)ぶ。

2)カーテンレールやハンガーラックなどにSの()フックをつるし、ひもをかける。このとき、たわしがカーテンやかべにくっつかないようにする。

実験(じっけん)

3)たわしと反対(はんたい)(がわ)のひもを()ち、もう一方(いっぽう)()でたわしを(すこ)しゆらす。このとき、たわしがカーテンなどにふれない()きにゆらす。

 

4)()()ったひもを()いたりゆるめたりして、たわしとSの()フックの(あいだ)のひもの(なが)さを調節(ちょうせつ)し、たわしのゆれをどんどん(おお)きくしてみる。タイミングが()わないと、すぐにゆれが()まってしまう。

<うまくゆらすためのコツ>

ひもを()いたりゆるめたりするのは、ぶらんこをこぐ動作(どうさ)(おな)じだ。()ってぶらんこをこぐときのことを(おも)()そう。ぶらんこの(うえ)でひざを()げることで重心(じゅうしん)()げ、そこからのび()がることで重心(じゅうしん)(おも)さの中心(ちゅうしん))を(うえ)移動(いどう)しているんだ。

1)ぶらんこでは、いちばん(たか)いところでひざをのばし、全身(ぜんしん)をぐっと(うえ)のほうにのばしている。つまりこの実験(じっけん)では、たわしが一番(いちばん)(ひく)いところを(とお)りすぎるあたりからひもを()きはじめ、いちばん(たか)いところでたわしとSの()フックの(あいだ)のひもが、もっとも(みじか)くなるようにする。これが1つ()のコツだ。

2)ぶらんこで、ぐっとのび()がった(からだ)(つぎ)はどうする? (うし)()きにゆれがもどり(はじ)めると同時(どうじ)にすばやくひざを()げ、重心(じゅうしん)(ひく)くしているはずだ。この実験(じっけん)では、ひもをすばやくゆるめ、ひもが(なが)くなるようにする。これが2つ()のコツだ。

3)1と2の動作(どうさ)を、たわしのゆれに()わせてタイミングよく(おこな)うと、ゆれはだんだん(おお)きくなっていく。はじめはむずかしいかもしれないが、ぶらんこに()ったときのリズムを(おも)()せば、きっとうまくできるはずだ。

ぶらんこをゆれ(つづ)けさせるには?

ゆれているぶらんこに()り、(からだ)(うご)かさないでいるとやがてゆれは()まってしまう。これは、ゆれの運動(うんどう)エネルギーが空気(くうき)抵抗(ていこう)などによって、だんだんと(うしな)われていくからだ。
ぶらんこをゆれ(つづ)けさせるためには、(からだ)(うご)かして重心(じゅうしん)()げたり()げたりしなければならない。つまり、いちばん(ひく)いところを通過(つうか)するときは重心(じゅうしん)()げ、(すこ)しでも(はや)いスピードが()るようにして、運動(うんどう)エネルギーを(おお)きくすることだ。
つぎに、いちばん(たか)いところに()たら、できるだけ重心(じゅうしん)(たか)くして(たか)さをかせぐ。おなかを(まえ)につき()すようにする(ひと)もいる。つまり、できるだけ(おお)きな位置(いち)エネルギーを()ることだ。
そして、(うし)ろにゆれがもどり(はじ)めたら、すばやく重心(じゅうしん)()げて、また(はや)いスピードでゆれるようにする。

このように、()っている(ひと)重心(じゅうしん)()()げによって、ぶらんこの運動(うんどう)エネルギーは位置(いち)エネルギーに、また、位置(いち)エネルギーは運動(うんどう)エネルギーに()えられる。これをくり(かえ)すことで、ぶらんこはゆれ(つづ)ける。たわしの実験(じっけん)では、ひもの()()れで重心(じゅうしん)()()げを(おこな
)
っているんだ。

・たわしがゆれているとき、ひもをどんどん(みじか)くしていくとどうなるかな? また反対(はんたい)に、(なが)くしていくとどうなるかな?
公園(こうえん)などで、ぶらんこに()っている(ひと)観察(かんさつ)する。すわってこぐ場合(ばあい)、どんな(からだ)使(つか)(かた)をしているか、(あし)(うご)きに注目(ちゅうもく)して観察(かんさつ)する。

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