だけで周期が決まるということだ。
はほとんど変わらないもんね。
センター2015物理追試第１問 問１「単振り子の周期」
センター試験の問題で「物理」を学ぼう！
物理が苦手な文子
なんとなく状況は分かるけど、図がないからイメージしにくいわ。
物理が得意な秀樹
そうなんだよ。ちょっとした図で良いので入れてくれたら良いのにね。
物理が苦手な文子
そうよ。
物理が得意な秀樹
もしかすると、文章から図をイメージできるかどうかも問われているのかもしれないけどね。
物理が苦手な文子
そうなのかな・・・
物理が得意な秀樹
まぁ、簡単な図はこんな感じだね。
物理が苦手な文子
なんか、やった気がするけど、どうすれば良いか分からない。イメージとしては重たい方が大きな重力が働くから、速く振動する気がする。
物理が得意な秀樹
そうかな？重たい方がゆっくり動く感じがしないかな？
物理が苦手な文子
そう言われれば、そうなのかな・・・
物理が得意な秀樹
「単振り子の周期」って知らない？
物理が苦手な文子
ん〜単振り子ってなんだっけ？
物理が得意な秀樹
え〜！覚えてないの？まさにこの問題が単振り子だよ。
物理が苦手な文子
糸で吊して振動させるやつが「単振り子」って言うのね。
物理が得意な秀樹
それでこの単振り子なんだけど、振動の周期の公式があるんだ。
物理が苦手な文子
そんなのあったかな？。
物理が得意な秀樹
覚えておいてね。
物理が苦手な文子
ん〜。なんか形は見た記憶がある。
物理が得意な秀樹
この公式は、振幅が小さいときしか成り立たないんだけど、問題文に「振れは小さいものとする」って書いてあるからこの公式が使えるってことだね。ばね振り子の周期っていうのも形が似ているので、そっちで見たことがあるのかもね。ちなみにばね振り子の周期はこんな式だよ。
物理が苦手な文子
そうね。やっぱりこの形は見たことがあるわ。
物理が得意な秀樹
単振り子の周期に戻ると、
物理が得意な秀樹
この式から言えることは、糸の長さ
物理が苦手な文子
地球上で観察する分には、重力加速度はほとんど変わらないもんね。
はほとんど変わらないもんね。物理が得意な秀樹
おもりの質量や、振幅と周期は関係が無いんだ。振幅と関係が無いというのは、ガリレオ・ガリレイが天井から吊された、シャンデリアが揺れているのを見て気がついた、という話があるみたいだね。
物理が苦手な文子
へ〜、ガリレオ・ガリレイって、ピサの斜塔で実験をしたっていう人よね。
物理が得意な秀樹
そうだね。いろいろと逸話が残っていて、ピサの斜塔の話も本当ではないみたいだけどね。とりあえず問題に戻ろう。
物理が苦手な文子
糸の長さを変えずに、おもりの質量を２倍にしたということは、周期は変わらないということよね。ということは答えは「１倍」の③かな？
物理が得意な秀樹
その通りだ！
