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zoom RSS 飛行機が突然急降下。無重力状態になったとき、振り子はどうなるの?

<<   作成日時 : 2016/12/16 06:45   >>

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★科学★
問題:口絵をご覧下さい。100gの金属球を20cmの紐でボール・ベアリングに結ぶという簡単な装置で振り子の等時性を調べようとしています。実験の作業者は夢中になると周囲が見えなくなるタイプらしい。よせばいいのに、飛行機の中でも実験しています。持ち物検査を通過できたのかな。
■ところがある瞬間から突然、飛行機が急降下を始めました。ご存知のように、飛行機が急降下するときには、無重力状態になることがあります。では、実験中の振り子は、無重力状態の中ではどのように動作するのでしょうか? 次の中から選んで下さい。(無重力状態での動きは無いかもしれないし複数かもしれません)
[い]とくに変化はなく、いままでとおなじように振り続ける
[ろ]上の方向に跳ね上がる
[は]静止する
[に]くるくる回り始める
[ほ]糸が切れる
(答えはずっと下↓ スクロールして下さい)

























★科学★
正解:[は]と[に]が正しい
説明:振り子の動きを思い出してください。重力に引っ張られて動きが出ます。振り幅のはしっこ、2つの折り返し点では速度は0になり位置エネルギーは最大になるそうです。1番下では位置エネルギーは0になり速度は最大になります。
▼振り子の速度
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■もし、無重力状態に入ったときに振り子が2つの折り返し点のどちらかにさしかかっていたら…つまり速度が0だったとしたら…振り子は静止してそのままの状態を保つそうです。
■振れている最中に無重力状態になると、振り子には慣性が働き、そのときの速度を保ちながら直線運動をしようとするそうです。でも軸にベアリングで取り付けられていますので、軸を支点として等速円運動をすることになるらしい。
▼無重力状態での振り子の動き
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■幸いにして、飛行機は体勢を立て直し、水平飛行にもどすことができたようです。実験の作業者は、ふたたび振り子の動きを観察することができるようになったので、思わず微笑んでしまったようです。本来ならば命拾いしたことに感謝すべきなのでしょうけれど。それにしても、無重力状態は不思議な現象を生むようです。1度は経験したい。飛行機の墜落はいやですけど。
◆参考*1:書籍「ガリレオクイズ」初版49〜50頁、佐伯平二(へいじ)著、ISBN4-7726-0205-4、合同出版

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