2019年5月18日(土)向陽高校での例会の記録です。


 スピーカーを使った浮力モデル(石川さん)  
 ゴム磁石を使った浮力モデルの実験を、振動源をスピーカーに代え、物理的な振動にし、ゴム磁石の代わりに100円ショップ購入したビーズ球0.1gを、発泡スチロール球の代わりに水風船(膨らます前で0.2g)を使ってやってみました。

  少し迫力にかけたのですが、ビーズの数が原因ではないかということで、ビーズの数を増やすと見栄えもばっちり!上手く行きました。  
 水風船が空中で踊ります。


 手回し発電機でLEDと豆電球を点ける (石川さん)  
 手回し発電機にLEDをつないだときと、豆電球をつないだときの、手ごたえを比較する装置です。

 それだけといえばそれだけですが、美しいです。
 相変わらず精巧な作りです。


 お裾分け(石川さん)  

 先進科学塾などのために石川さんの製作した実験器具の数々を配布してくださいました。
 まずは力学台車。輪っかがあり、最大変位を記録できます。

 100円ショップでも手に入るフェライト磁石を2両面テープで接着してあります。エナメル戦、強度と質量の関係からφ1o程度が良いそうです。

 力学台車。   モーター。 
 電流、磁場(磁束密度)、力。フレミング左手の法則を観察できるもの。
 フレミングの力。


 日本評論社に連載マンガ「さりと12のひみつ」 (奧村さん  
 日本評論社より、本の出版が相次いだ奥村さん。現在「さりと12のひみつ」という連載漫画を日本評論社のウェブサイトで公開しています(ただし登録が必要)。

 今回は、第2話の「鏡の国のひみつ」の内容について。「パリティの保存」を磁石を鏡に映すとどうなるかというテーマで説明しています。
 物理法則(フレミング左手の法則)は鏡の中の世界では、フレミング右手の法則になるのか、それともそのまま適用できるのかということですが。    
 奥村さんの連載マンガ。
 電磁石を考え、流れる電流の向きから、磁石のNSが逆になり、現実の世界と同様にフレミング左手の法則が成り立つことが分かるということで、鏡の中と現実世界の区別はリーとヤンが発見したβ崩壊のパリティ非対称をもってなされることになったのです。    
 このような高度な内容まで分かりやすく書いています。

 正に帯電させる (林さん  
 発砲スチロールブロックにラップをまいたものを2つ用意し、ティッシュでこすりました。
 田中さん考案のおなじみ静電気メーターで電荷の正負を確認すると、あら不思議。プラスとマイナスそれぞれの電荷をもっていることがわかりました。

 おもむろに「眼鏡クリーナー」を取り出した林さん。

 このクリーナーは、カチオン系とよばれる陽イオンが吹き付けることができるものとのこと。

 同じ事をしたはずなのに...  プラクリーンという。

 3次元での重心の式の証明について (岡田 高明さん  
  物理のどの教科書にも重心の式が記載されていますが、皆さん、証明はどのようにできるでしょうか。

 xy平面上での証明は右のように比較的簡単です。

 岡田さんはxyzの空間での証明も授業で行おうと考えましたが、式が難解になります。というか解けません。
 「参加者の皆さんはどうしていますか?」と助けを求められましたが、しばし沈黙。

 よくある教科書の証明。
   「そんなもんやる必要あるのか」と飯田さん。

 皆の顔色をうかがうと、どうやらそう思ったのは、飯田さんだけでなく参加者の大半の模様。
 私も、てこの原理からの類推と力のモーメントのつりあいから、2つのおもりの重心を質量の比に内分する点としか教えていません。
 そもそも、2物体ならば2つの重心上に平面を取り、xy2成分で扱えますしね。
 3つのおもりの重心なら、任意の2つの重心を求め、それを1つの物体ととらえれば、2物体の問題にすり替えられます。同じ論理で、10物体の重心でも対応可能。

 個性的なメンツの揃う物理サークル参加者ですので、真面目な岡田さんタイプが主流か、その他メンバーが主流かは判断がつきません。
 xyzと3つの成分を取ると、すごく難解な式に!

 気柱共鳴の疑問(成相さん 
 まず、スピーカーから純音を出し、メロディパイプを共鳴させます(基本振動)。このときスピーカーに密着させても音が大きいままです。
 次に、メロディパイプの一方に蓋をし、閉管をつくり、共鳴させます。そして同様にスピーカーに密着させると共鳴音が小さくなります。
 今度は、同じ音源で気柱共鳴の実験装置で、基本振動で共鳴させます。そこに音叉の共鳴箱をぴったり近づけると、音がほとんど聞こえなくなります。  この事に関して、石川さんからは共鳴音叉を鳴らし、同じ大きさの共鳴箱を向かい合わせにすると、音が小さくなるのと同じではとの意見が出ました。                                         
 音が小さくなります。  パーカーをかぶせてスピーカーの箱の共鳴を抑えています。
 曰く、音が大きくなる気柱共鳴は音源との干渉で開口端補正分、管より外で振動が激しくなるためで、水面の節での圧力変化はコンデンサーマイクで調べると最大ではないこと。

 ちょうど1/4λ、3/4λ…の長さで外で聞こえる音が小さくなり、水面での圧力変化が最大になること、そして、周囲に音が漏れない、気柱に最もエネルギーがある開口端補正なしの状態が、本来定義すべき気柱共鳴ではないかという驚きの話がありました。 
 音叉の音を共鳴箱に閉じ込める!?。

 振動モーターカーの改良(飯田さん  

  ブラシモーターですが、100円ショップの電動字消しを利用し、さらに簡単に、動作が安定するように工夫しました。

 アルミ棒を折り曲げ、車の後方下にビニールテープで固定、このことで、進む向きを制御できます。

 電源のON、OFFはアルミ箔を3重ほどにし、導線代わりとし、モーターの表面と、電池ホルダーから箔を伸ばし、直接接触させスイッチの役割を果たさせます。
 軽快に進みます。  工夫したのは電源の部分。+−の端子と電池でアルミ箔はさみ、スイッチ代わりに。

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