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実体振り子の周期が子供に説明できずに困ってます。
fine001の回答
- fine001
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実体振り子を単振り子にみなした場合（相当単振り子）の長さは、L＝I/Mh と表現されます。Mは質量、hは回転軸から重心までの距離、Iは実体振り子の慣性モーメントです。 この式から、確かにhが分母にありますので重心が回転軸に近いほど、相当単振り子の長さは長くなり、結果として周期は長くなるということになるわけです。ただし、質量のない棒に質点が２つ付いたような場合（中抜けの串団子、ただし団子の大きさは無視）、片方のおもりの位置を変化させたときの周期の変化は、慣性モーメントIがhと関係するので単純には判断できなくなるはずです。周期が長くなる場合と、逆に短くなる場合に分かれることになるのではないでしょうか。 ここからが、本題ですが、対象が小学生であるということから、単振り子の糸の長さが長いと周期が長いのと同様に、おもりまでの棒の長さが長いと周期が長くなるということでよいのではないかと思います。 てこの原理を用いて、トルクの話を説明するのも、重心が回転軸に近づくのは『つりあい』に近くなるからと説明することが正しいのでしょうが、中学受験を考えておられるとは云え小学生に対しては、結局どこかで『ごまかし』をしなければ説明が完結しないのではないでしょうか？高等学校の物理でも現在は慣性モーメントを取り扱わないのですから・・・。 それよりも、例えば、机上に上向きに固定した番線やバネにおもりを挿した物を振動させる場合（そのようなおもちゃなどがあると思うのですが）を観察したり、想起させるだけで十分なのではないでしょうか？ 棒が長いのは、糸が長いのと同じだ・・・で、納得してくれないでしょうか？ 意見です。
noname#96418
- noname#96418
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