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おもり 1個 2個 3個 4個 |
弾性力
ばねや輪ゴムなど，生活の中にはいろいろな弾性体があります。伸ばせば伸ばす（縮めれば縮める）ほど大きな力が必要になることは認識されていると思いますが，「変位に比例する」というところまではなかなか理解されていません。
また，「長いばね」は「やわらかい」＝「ばね定数が小さい」
といった誤解も多いようです。
ばねはかりとばねやゴムひもを持たせて定量的な「観察」実験をしてみるとよいのですが，時間をかけたくないときにはぜひ
「黒板実験」をしてやって欲しいと思います。
※同じ長さで，同じばね定数となる輪ゴムをそろえるのが少し厄介になりそうですが，適当に選んでも左のような結果が出ます。
「自然長」がわからないところが泣き所です。 |
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つるしている糸の長さは等しくしていますが，右の方が
少し短くなっていますね。 |
浮 力
中学の新課程でも「アルキメデスの原理」という言葉は出てこないようですが，新学習指導要領では「浮力がはたらくことについても触れておくこと」とあります。
プールに入ったとき，自分の身体が軽くなっていることや，水に浮くことは認識していても，体積とは無関係に「重いもの」は沈むという間違った感覚を持っている生徒も多いようです。
教室に水を持っていく人は少ないでしょうが，ちょっとした工夫で簡単に実験して見せることができます。
水の密度が 1.0×10^3 kg/m^3 といってもぴんと来ない生徒が多いため，かなり邪道ですが g ，mL ，gW などという単位で
「分かりやすく」しました。 |
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※ 黒板にメスフラスコを貼り付けるという
実験をしている人はいるでしょうか。 |
銅球の体積が 202.0-190.3= 11.7 mL ですから浮力は11.7 gW
となり，実際に写真のように98 gが 86 gと12 g軽くなっていることとほぼぴたりですね。
黒板の計算では銅球の質量をばねはかりで求めているため，かなり精度は悪くなっています。電子天秤で測定した数値を使うと，
と幾分良くなります。後はメスシリンダの精度ですね。
20130111 20131127微修正 |
