ボルダの振り子

質問

ボルダの振り子は、ナイフエッジと振り子球の間を変形しやすい細い針金で連結されているにもかかわらず、全体を剛体として扱ってよい理由、
というのがどうしてもわかりません。
剛体は変形しないはず。
針金が変形する方向に力が働かないため、でしょうか？

回答No.2

htms42 · ベストアンサー

＞おもりをぶらさげた状態で、針金がところどころうねっている部分があった

針金にそういう曲がりやねじれが付いているとよくないですね。

振動の途中で曲がり部分の伸びが起こるかも知れません。
同一鉛直面内での運動が実現しないかもしれません。
針金周りでの回転振動が起こるかもしれません。

どれくらいの精度の実験をするかによりますが高い精度は期待できないでしょう。
測定精度は時間計測の精度、支点から重心までの長さの計測精度にも依存しますので針金だけで決まるわけではありません。
でもあまり精度が必要でないのであれば糸でやる方がましということも起こります。

お礼

回転振動はおこらないように何度もやりなおしましたが
針金のうねりに気づいたのは実験の途中で。。。
そのままなおさずに実験をつづけました＾＾；
誤差±0.05にもかかわらず、誤差率は0.4%で大幅に誤差の範囲内から
はみだしてしまいました＾＾；
全体の誤差にいちばんきいてくるのは周期の誤差で
ストップウォッチを押すタイミングの個人の癖による周期のずれ
が値が大きくずれてしまったことの最大の要因になったようです。＾＾；

回答No.1

htms42

糸におもりをぶら下げる場合の問題では
伸びない、曲がらないという仮定を置いていますね。
でも糸は伸びます。

丈夫で細い針金を使うことで伸びない、曲がらないという条件を実現しようとしています。支点部分に曲げが起こらないようにナイフエッジを使っています。
ぶら下がっている状態で伸びない、曲がらないという状態が実現できれば剛体と言ってもいい事になります。
（「変形しやすい」という言葉が伸びやすいと言う意味であればこの実験には使うことが出来ません。曲げやすいという意味であれば細い針金はたいてい曲げやすいです。おもりをぶら下げていない状態で曲がってもかまいません。おもりをぶら下げた状態で曲がらなければいいのです。）
おもりの質量に比べて針金の質量が十分に小さければ重心のずれは考慮する必要がありません。その場合はわざわざ剛体であると言う必要はないと思います。丈夫な糸と言う表現で十分です。重心がおもりの重心からずれるということまで考慮するのであれば剛体と言ってもいいかもしれませんが。

お礼

なるほど！！
実験前と実験後にナイフエッジから球までの長さをはかるのですが
あえて『実験前と実験後』にはかるのは、実験中に針金がのびるからかと
思っていました。（おもりをぶらさげた状態で、針金がところどころうねっている部分があったため）
ここから考え違いをしていたようです。

どうもありがとうございました！！