ストロボによる運動の研究

静岡県立富士高校物理部　声高正紀

【目的】

【方法】

実験装置の作成
光源－乾電池炭素棒を用いてアーク光の製作。
円板ストロボ－ベニヤ板にスリットを切り抜き手回しで回転させた。
グラフ－エナメルで黒く塗装した角材で縦１５０ｃｍ横１００ｃｍの枠を作り縦横１０ｃｍおきに絹糸をはりわたした。
反射板－ベニヤ板にアルミはくをはった。

【内容】

２個の白い球体を用意し、１球をガラスの上に静止させておき、他の１球を玉つきの原理を応用して、これに弾性衝突させる。そしてこの衝突の前後の速度を求め運動量の変化を調べる。

結果

となりました。

約８．５％の誤差範囲内で運動量は保存されました。

円すい振り子を上から撮影しました。
円運動を起こす原因である向心力はこの場合、糸の張力の水平分力ｍｇｔａｎθである。これはｍｖ^２/ｒ　に等しくなくてはならない。
ストロボ写真より速度を求めて
ｍｇｔａｎθ＝ｍｖ^２/ｒ
の成立することを認めることができました。

【備考】

スリットの幅はせまい方がむらがでにくくなる。
カメラの位置は物体の運動範囲の中心に設置する。
グラフ－スケールを使用して被写体の位置関係の目安にしようと用いましたけれど、同じフィルムのこまに同時に撮ることは光量の加減によって、わかりにくくなりましたので、別々に撮り（同じ場所にて）印画紙に焼きつける時に二つに重ねました。
絞りは１．８～２．０が最もよかった。
回転盤の回転数はストップウオッチによって決定しました。

【方針】

今まで行って来ました研究をさらに発展させるためにひきつづいて運動の研究をしていきたいと思います。特にまだ研究の余地のある分子の熱運動をこれからの課題にしたいと思います。