京都府立久御山高等学校　萬処　展正先生　作の教材プリント
実験 単振り子の最大速度
●目 的
単振動（単振り子）の最大速度を求め、理論と一致するかどうか調べる。
●準 備
糸、ビー玉（質量の異なるもの２種）、セロテープ、スタンド、
ビースピ、定規、電子てんびん
●方 法
(1)ビー玉と糸をセロテープでくっつける。糸の他端をスタンドにつるす。
ビー玉の位置は、ビースピの光センサーの位置と同じ高さにすること。
(2)糸の長さＬを測る。（ビー玉の中心までとする）
(3)最下点に、ビースピを裏向きに置く。
(4)スタート位置のＡ距離を測る。

このとき、ビー玉のスタート位置で、図の角度θが10゜以下になるようにする。
(5)初速度０でビー玉をスタートさせる。ビースピの速度を記録する。
(6)以上の実験を、同じθ、同じＡで５回繰り返す。

(7)次に、

ビー玉はそのままで、Ａを変える
ビー玉の大きさを変えて、θやＡはそのまま
のどちらかを選んで、(1)〜(6)を繰り返す。
なお、Ｌは変えても変えなくてもよい。
(8)理論と実験が一致するかどうか検討する。
誤差＝｜(実験値−理論値)/理論値｜×100 (％) とする。
●理論
単振動の速度は ｖ＝Ａωcosωｔ で表される。その最大速度はＡωとなる。
ここで、 ω＝２π/Ｔ ，Ｔ＝２π(Ｌ/ｇ)^(1/2) であることを考えて、
最大速度＝Ａω＝Ａ(ｇ/Ｌ)^(1/2) となる。これを理論値とせよ。
なお、重力加速度を9.80m/s２として計算する。
実験 単振り子の最大速度

●実験者 年 組 番 名前

●実験日 年 月 日 限目 at 物理実験室

●共同実験者

●実験１

ビー玉の質量 kg 振幅Ａ ｍ Ｌ ｍ
最大速度の理論値 m/s
実験値 １回目 ２回目 ３回目 ４回目 ５回目 平均
最大速度[km/h]                                                                 
[m/s]                                                                         
誤差＝ ％
●実験２
ビー玉の質量 kg 振幅Ａ ｍ Ｌ ｍ
最大速度の理論値 m/s
実験値 １回目 ２回目 ３回目 ４回目 ５回目 平均
最大速度[km/h]                                                              
[m/s]                                                                    
誤差＝ ％
●感想・考察

京都理化学協会事務局