フロッピーケース式加速度計を用いた加速度の測定
京都教育大学付属高等学校の川村先生考案のフロッピーケースを用いた加速度計を
用いて列車と回転板の加速度を測定した。
0.加速度計の作り方・使い方
- まず初めにフロッピーケースをボンドを用いて完全に密閉させる。
その後、注射器等を用いて絵の具等で着色した水を半分までいれる。
透明のシール、セロハンテープを水面を覆うようにはる。
水面の高さが分かるように印を打っておく。
列車等の加速度運動するものに乗り込む。加速すれば水面がわずかに傾く
。このとき再びこの傾きが分かるように印を打つ。
このわずかな傾きを測定し列車の加速度を測定する。
- 1.地下鉄東西線(京都)に乗り二条駅〜二条城前駅,二条城前駅〜烏丸御池駅間の
列車の加速度を測定した。
![](kasoku1.jpg)
![](kasoku2.jpg)
![](kasoku3.jpg)
![](kasoku4.jpg)
![](kasoku5.jpg)
- 停車中 発車直後 減速中 発車直後 減速中
列車の加速度は水面の傾きを測定し、加速度a=9.8*tanθで求めた。
項目 |
二条駅発車直後 |
二条城前駅着前 |
二条城前駅発車直後 |
烏丸御池駅着前 |
tanθ |
0.070 |
0.057 |
0.0642 |
0.0785 |
加速度 |
0.70m/s^2 |
-0.56m/s^2 |
0.63m/s^2 |
-0.77m/s^2 |
- 列車の加速度の大きさは加速や減速の時に1.0 m/s^2(0.1G 重力加速度の1/10)より小さい事が分かった。これでも十分加速や減速の時に加速度は体感できた。
- 2.回転板で等速円運動の加速度を測定した。
![](skaiten.jpg)
![](skatamuk.jpg)
(1)おもりの鉛直方向からの傾きで加速度を測定した。
加速度はa=9.8*tanθで求めた。
場所 |
最も左端 |
左から2つ目 |
左から3つ目 |
傾き tanθ |
0.25 |
0.20 |
0.12 |
加速度 |
2.5m/s^2 |
2.0m/s^2 |
1.2m/s^2 |
(2)中心からおもりの重心までの水平距離rを測定し、等速円運動の加速度の式 a=rω^2より求めた。
回転板の周期T=1.937s
水平距離 |
r=0.27m |
r=0.18m |
r=0.08m |
加速度 |
2.8m/s^2 |
1.9m/s^2 |
0.84m/s^2 |
フッロピーケース式加速度計による測定(円板の周期T=1.926 S)
(3)加速度は水面の傾きを測定し、加速度a=9.8*tanθで求めた。
場 所 |
赤の中心地点 |
緑の中心地点
|
加速度 |
1.8m/s^2 |
0.85m/s^2 |
(4)中心からおもりの重心までの水平距離rを測定し、
等速円運動の加速度の式 a=rω^2より求めた。
回転板の周期T=1.926s
場 所 |
赤の中心地点 |
緑の中心地点
|
半径 |
r=0.197m |
r=0.092m |
加速度 |
2.1m/s^2 |
0.98m/s^2 |
(3)と(4)の各々でほぼ近い値となっている。
![](button3.jpg)
![](button1.jpg)
![](a025icn.gif)
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