日本物理教育学会北海道支部>活動報告

令和元年度 日本物理教育学会北海道支部総会

概要

  1. 日時 2019年6月8日(土) 15:00~17:00
  2. 場所 北海道大学 理学部2号館 4階 2−408号室
  3. 内容
    • 総会 15:00~15:20
      1. 支部長挨拶
      2. 2019年度支部役員
      3. 2018年度事業報告
      4. 2018年度会計報告
      5. 2018年度会計監査報告
      6. 2019年度事業計画
      7. 2019年度会計予算書
    • 全国大会準備進捗報告 15:20~15:30
    • 物理交流会(実験デモ、他) 15:30~17:00
    • 懇親会 18:00~20:00

※ 今回は、講演会は行いませんでした。

物理交流会実験デモ

司会:佐藤革馬先生(札幌山の手高等学校)

内容

文:佐藤革馬先生(札幌山の手高等学校)

単振り子を自由落下させると?

原田先生(公立千歳科学技術大学)

3枚羽のハンドスピナーを用いて単振り子を作り、単振 動している単振り子を自由落下させるとどうなるか、を 示した実験でした。

ハンドスピナーはボールベアリングを内蔵したおもちゃ で、このボールベアリングのなめらかさを単振り子に利 用してます。3枚羽の一つに目印となるよう、軽いプラ スチックの20cm程度の棒を取り付け、ハンドスピナー を揺らして、落下させます。 振り子の速さが0になる点(横の位置)で落下を始める と、目印となるプラスチックの棒が横になったまま落下 します。(並進運動のみ)

振り子の速さが最大になる点(下の位置)で落下を始め ると、目印となるプラスチックの棒が回転しながら落下 します。

ガウス加速器で鉄球を何個並べると最も速く飛び出すのか

佐々木先生(紋別高校)

レールの上に鉄球を数個密着して並べたところに、磁石 球をぶつけると、磁力による位置エネルギーが運動エネ ルギーになるため、面白いくらい、鉄球が速く飛び出し ます。このガウス加速器では、磁石球(ネオジム磁石) の磁力が強すぎるため、鉄球が磁化されてしまい、並べ る鉄球が2個だと、あまり加速されません。

今回の実験では、5個くらい並べると、磁石球が最初の 鉄球にぶつかった衝撃が5個目の鉄球に伝わり、かつ、 磁化されないため、よく飛び出すことを示していました。

衝撃が伝わる、という現象を、運動量保存則に絡めて説 明することだけではなく、位置エネルギーが運動エネギー になるという説明も良いね、という議論がありました。

衝撃が伝わる、ということNHKの大科学実験では、ビリ ヤードの球を620個35m並べて行っているが、運動量保存 則が成立していない?という疑問も出され、議論に花が 咲きました。
「さわらずに球を動かせ-ダイジェスト/大科学実験」
http://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005300876_00000

RGBの3色のLEDを使って光通信

煮雪先生(北海道科学大学高校)

○

○

乾電池とLED、抵抗を直列につなぎ、LEDを光らせるとき に抵抗の両端に音声入力端子をつないで回路の電流に音 声信号を乗せると、音声信号に合わせてLEDが明暗する ので、スピーカーの入力端子につないだ太陽電池をLED にかざせば、太陽電池が音声信号の受信部となるので、 スピーカーから音が出てきます。

今回、RGB、3色のLEDそれぞれに、異なる電子オルゴー ルを取り付け、LEDを近接した状態で、同時に光らせま す。LEDは全体で白色になりますが、異なる音声信号が 混ざっていますので、光通信を行うと、スピーカーから は混信したメロディーが流れます。この状態で、LEDに 赤色セロハンをかざすと、赤だけが透過するので、赤色 LEDにつないだ電子オルゴールのメロディーだけがスピー カーから流れます。同様に、青色セロハン、緑色セロハ ンをかざすと、混信せず、単一のメロディーが流れます。

LEDによって光の強度が異なり、白色に見えるようにす るため、特に強度が強い赤色LEDに直列に抵抗をつなぎ、 電流を抑えていました。白色になるように抵抗を試行錯 誤でつなぎ替えて、見つけた抵抗だそうです。

光通信、光の3原色、音声信号の変調と復調、光のフィ ルター、電気回路、と、一つの実験で多くの要素を学べ る実験でした。 まるで音に色をつけて視覚化したような実験で興味深い ものでした。

アクションカメラを使って相対速度を理解する

中谷先生(北海道科学大学高校)

アクションカメラ(最近はウェアラブルカメラとも言わ れます)を使うと、動いている観測者が、運動する物体 をどのように観察できるか、簡単に確かめることができ ます。例えば、等速直線運動している台から小球を上に 投げたとき、床にいる観測者からは斜方投射に見えるけ れども、台からは鉛直投げ上げに見えることをカメラを 通して同時に観測できます。

アクションカメラは、WiFiを使ってiPadやiPhoneでコン トロールでき、しかも録画もできる安価なモデルです。 インターネットを探してみると、 MUSON(ムソン) アクションカメラ 4K WiFi搭載 がAmazonで4780円でした。

レールを環状にしたプチ電車(ダイソーのプラレール) を回転台(島津製の立派なもの)に乗せて逆向きに走ら せ、プチ電車の速さが回転の速さと一致するように調整 します。回転台の外側の観測者から見ると、静止する床 に対して止まっているように見えますが、回転台に乗せ たカメラを通して観測すると、プチ電車は台上を走って いるように見えます。

回転台(島津製の立派なもの)とアクションカメラの組 み合わせが興味深く、水を入れた水槽を乗せて回転させ てみるとか、さらにその水の上にボールを浮かべてみる とどうなるか、とその場にいた参加者からのアイディア (思いつき)で、実験をして楽しみました。

実験のデモンストレーションをしていただいた4人の先 生方のおかげで、今回も実験談義に花を咲かせることが でき、楽しく学びの深い時間を過ごすことができました。 心からお礼申し上げます。

. Last updated 25.Jun.2017 [ Honb ][ Home ][ Index ][ Past ][ Future ]
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