オハジキを用いた弾性衝突
レール上で、オハジキ同士・ビー玉同士を衝突させる。
【キーワード】
運動量保存、剛体の運動（直線運動、回転運動）
【目的】
静止した物体に、同質量の物体を弾性衝突させたとき、運動量が保存することを理解させる。
【用意するもの】
| 材料 | 個数 | 備考 |
| プラスチック・レール |
１本 |
１m程度は必要。ここでは、電気ケーブル固定用のレールを使用。 |
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オハジキ |
２個 |
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| ビー玉 | 2個 |
【実験時間】
5分
【実験手順】
- 静止したオハジキに、同質量のオハジキを衝突させる。（結果）：衝突させたオハジキは停止する。
- 静止したビー玉に、同質量のビー玉を衝突させる。（結果）：衝突させたビー玉は減速するものの、停止しない。
【教員による説明】
オハジキを衝突させた場合、運動量はほぼ全て受け渡される。一方で、ビー玉を衝突させた場合に、その回転エネルギーは受け渡されない。そのため、衝突させたビー玉は静止しない。
【注意点・備考】
- 初めて力学を履修する学生には、オハジキの衝突実験だけを示すだけで十分である。すでに物理を履修したことのある学生には、ビー玉の衝突実験も示し、衝突させたビー玉が静止しない理由を考えさせるとよい。
- 回転エネルギーは、後で履修する内容なので、ここでは軽く触れる程度にする。
【動画】
【記事作成者】
三浦 裕一（名古屋大学理学研究科）
最終更新日時: 2014年 05月 12日(Monday) 07:07