オハジキを用いた連星モデル

連結されたオハジキをはじいて、その回転する様子を観察する。

 

【キーワード】


2体問題、重心

 

【目的】


2体問題の回転中心、および換算質量について理解させる。

 

【用意するもの】


材料 個数 備考
オハジキ

9個

 

薄板

3枚

 

接着剤 1個  


図1. 左から、質量比が1対1、2対1、3対1の「連星モデル」

 

【実験時間】


実験器具が小さいので、箱に器具を入れて学生に回覧させる。

 

【実験準備】


  • 弾き方には少々コツが要るので、事前に練習をしておく。
  • 市販品の材料を用いて「連星モデル」を自作する。図1のようにオハジキを薄板に接着する。

【実験手順】【教員による説明】


  1. 「連星モデル」の一端を指で弾いて回転させ、その回転中心を観察する。(結果):回転中心は重い方に近いことがわかる。
  2. 1.の結果を元に、「二つの質点の重心を回転中心として良さそうだ」という見当をつけてから、実際に質点系の重心を計算する。すると、重心の両側の遠心力がつり合っており、先ほどの推論が正しいことが分かる。

【注意点・備考】


この実験の後に、宇宙における「本物の連星」を紹介すると、さらに理解を深められる。

 

【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 8日(木曜日) 07:14