簡単な位置エネルギーの演示実験

[物理:エネルギー:力学的エネルギー]

演示実験

特長
重力による位置エネルギーが、基準面からの高さと質量により決まることを定性的に示す。





用具
砲丸(4.0kgと5.25kgのものを1つずつ)、油粘土(3つ)、OHP

方法
  1. 教卓の上に油粘土(袋から出した直方体のもの)を置く。
  2. 教卓の上に生徒をあがらせ、まず自分ひざの高さから砲丸を油粘土上に落とさせる。
  3. 次に顔の高さから別の粘土上に砲丸を落とす。(図1)
  4. 砲丸の質量を変えて方法2.と同様に実験をする。
  5. 油粘土を図2のようにカッターで切る。
  6. 切った中央部分を横にしてOHP上に並べ、拡大してスクリーンで粘土の変化を観察する。

メモ
  • エネルギーとは本来他の物体に仕事する能力であるから、実際にへこんで油粘土を見ることにより、それが実感として認識できるものと思う。油粘土上へ砲丸を落とすことは危険な気がするが、実際にやっていると案外簡単に落とすことができる。
  • 簡単な実験であるが結果は高さや質量の影響が歴然と現れかつダイナミックなので導入の印象付けとしてよいのではないかと思う。