物理の実験で”高さ”とは基準面からどこまでなのでしょうか？

質問

物理のエネルギー保存則の実験レポートを書いています
実験は金属球をある高さHから振り子運動させて高さhの所で振り子の糸を切断し水平投射させて基準面に落ちるまでの距離ｘを計測し保存則が成り立っていることを確認するというものです。（ただしH＞ｈ）
このとき高さHとｈは基準面から球の中心（重心）と球の下面のどちらまで高さを計ればいいのでしょうか？
わかりにくい点もあると思いますが正答と理由もできれば教えていただけるとありがたいです。よろしくお願いします。

回答No.2

htms42 · ベストアンサー

位置エネルギーの変化を求めるためですから落下距離が分かればいいです。
机や床などの基準面に接触するのは球の底面ですから底面の高さの変化を求めればいいはずです。
この実験では本当に水平に飛び出しているのかの吟味が重要でしょう。糸を切断する方法によっては真下で切っても上向きの角度が付いたり、回転が生じ足りする場合があります。その場合は到達距離が短くなります。

お礼

回答ありがとうございます。なるほど、友達にも聞いたのですが同じようなことを言っていたのでどちらなんだろうと思って質問しました。
やはり答えが分かれますね・・・。
実験誤差が生じる点も指摘くださり助かりました。

回答No.3

BookerL

＞このとき高さHとｈは基準面から球の中心（重心）と球の下面のどちらまで高さを計ればいいのでしょうか？

　ここでの計算では「金属球がどれだけ落下したか」を出すのだから、基準面から球の下端の距離を測らなくてはなりませんね。

　位置エネルギーそのものの計算では球の重心の高さを問題にすべきなのですが、その場合、球の落下する「基準面」での球の高さが ０ になりませんね。
　（球が基準面に落ちたとき、球の重心は基準面から半径分だけ高い位置にあることになります。）

お礼

丁寧な回答ありがとうございます。そうですね確かに重心だとまだ地面についていないという点でひっかかりますね。一応球の半径を計っておいたんでそれでやってみようと思います。

回答No.1

sanori

こんにちは。

振り子運動が絡んでいるので、球の重心を計るほうが好ましいです。
ただし、重心の位置を計るのが難しければ、代わりに下端を計って、それに球の半径を足せばよいです。

お礼

早い回答ありがとうございます。やっぱり重心でよかったんですね。おかげ様でやっとレポートが書けます。ありがとうございました。