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】

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）