【物理嫌いな人に見てほしい】 物理に魅せられる‘‘ペンデュラムウェーブ‘‘

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どもども!リーです!!

我々の身の回りでは様々な物理現象を目にすることができますよね。

摩擦によって熱を生じさせたり、静電気を感じることなど、

生活の中で物理というものは切っても切り離せないものだと言えるでしょう。

こんなことを言うと、物理がガチガチな学問で、親しみにくい印象を持つかもしれませんが、

そのような物理を活かすことで、美しい芸術が生まれることもあるんです!!

それが、

‘‘ペンデュラムウェーブ‘‘

という装置です!!!

僕は最近ペンデュラムウェーブの存在を知り、

動画を見たんですけど、感動しました(笑)

やっぱ物理すげえ!!!

めっちゃ綺麗やないか!!!

と一人で大興奮していました(笑)

 

ペンデュラムウェーブは、非常に興味深い装置であると同時に、

高校物理をしっかり学習していれば、この装置の原理まで理解することができます。

なんだか、ワクワクしてきませんか??

ワクワクしてきましたね!!!!

 

それでは、ペンデュラムウェーブの魅力についてお話したいと思います!!!

 

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ペンデュラムウェーブって何ぞ?

まずは、

ペンデュラムウェーブって何!?

という根本的な疑問に答えていきたいと思います。

 

百聞は一見に如かず

と言いますし、まずは動画を見てください!

ペンデュラムウェーブの魅力、美しさをわかってもらえるはずです!!

2分ぐらいで一度振り子を止めますが、

その後がもっと綺麗で幻想的になるのでぜひ最後まで見てください!!

ずっと見ていられる振り子!「ペンデュラムウェーブ」【静岡科学館る・く・る】

 

さて、お楽しみいただけたでしょうか??

ついつい、見とれてしまった人も多いはず。

僕もこの美しさに魅せられたのです(笑)

 

とりあえず、どんな装置なのかわかっていただけたと思います。

このペンデュラムウェーブという装置は、

2010年ぐらいに、ハーバード大学が公開したものです。

振り子を同時に動かすと、バラバラに動いた後に、再びピッタリ重なる

という見ていて楽しい、不思議な装置になっています!!

これは高校物理で習う‘‘ある原理‘‘を利用して作られています。

勘の良い方は、もうわかりましたね??

詳しくはこの後、説明します!!!!

 

ペンデュラムウェーブって変な名前だよね?

ここで少し休憩も兼ねて、英語のお勉強。

ペンデュラムウェーブって聞いただけで、

意味がわかって、どんなものか想像できた人はめっちゃ少ないと思います。

特にペンデュラムが難しいと思います。

ペンデュラムウェーブって英語で書くと、

Pendulum Wave となり、

pendulumには、

(時計などの)振り子、趨勢(物事の進み向かう様子。動向。なりゆき。)、動揺するもの

という意味があることから、

振り子の波

というニュアンスがわかると思います。

まさに、振り子が波のように揺れている様子を表現していますね。

 

また、pendulumの、

‘‘pend‘‘という接頭語は、「ぶら下げる」

という意味なので、

ぶら下がっているもの→振り子

という意味につながります。

他に‘‘pend‘‘の意味がわかる単語としては、

depend(依存する)が挙げられます。

de(下へ)+pend(ぶら下げる)

別のものにぶら下がる→依存する

という意味になります。

 

これはペンデュラムウェーブや物理には関係ない話でしたが、

少しでも印象に残りやすいかなーと思って書いてみました!

英単語を覚えるときは、このように接頭語を上手く使って覚えると

意味を掴みやすくなるのでオススメですよ!!!!

 

かなり脱線してしまいましたが、

次に、この装置がなぜこのような不思議な動きをするのかを

解説していきたいと思います!!!

装置の原理

それでは、なぜこのような現象が起きるのかを説明します。

端的に言えば、

振り子が揺れる周期は、振り子のヒモの長さで決まる

からなんです!!!

本当は重力加速度も周期を決める要素になりますが、

地球上にいる限り重力加速度は一定とみなしていいでしょう。

このことは、‘‘振り子の等時性‘‘と呼ばれ、

高校物理を学習すれば一度は出てきたと思います。

振り子は、質量や振れ幅に左右されない!!!

っていう事実はおもしろいですよね。(成立するのに必要な条件はありますが)

僕も最初習ったときは驚きましたし、

この動画を見て、そのことを実感することができて、感動しました(笑)

詳しく知りたいという方は振り子の等時性の証明からどうぞ!

 

そして、この等時性がどのように利用されているのかというと、

振り子の周期を、

1分間に65回往復する

1分間に64回往復する

1分間に63回往復する

(略)

1分間に51回往復する

1分間に50回往復する

ように調整してあります。

数値には多少のズレがあるかもしれませんが許してください(笑)

この往復回数の微妙なズレが、あの不思議な動きにつながるのですね!!!

そして、1分間に往復する回数が違うだけで、

1分後の位置はどの振り子もスタートと同じですよね??

(キッチリ往復するようにできるからね!!)

だから、

バラバラ→キレイに揃う

という動きになるわけです!!!

 

参考までに、

振り子の長さが約25cmで1往復1秒

振り子の長さが約100cmで1往復2秒

になります!!

(振り子の等時性が、振り子の長さの1/2乗に比例していることがわかるよね!!)

なぜこれを紹介したのか

僕がこの装置を紹介した理由は主に2つ。

1つは、

単に自分が感動して、多くの人に見てほしいから記事にしよう!!

って考えたからです(笑)

まぁ、ありきたりというか、ブロガーらしい理由になってますね。

 

2つ目は、

今やっている勉強を楽しいと思ってほしい、学問に興味を持ってほしい

ということです。

学校の授業を受けて、大学受験のためだけに勉強するのは、ハッキリ言ってナンセンスです。

せっかくなら楽しんで、勉強する意味を見つけながらやってほしい

と僕は強く思っています。

 

僕は高校のとき、勉強が大嫌いでしたが、

大学受験を意識して勉強を始めると同時に、

自分が勉強していることを実感できるように意識しました。

身の回りで利用されているものはないか、

普段何気なく見ている現象は、どんな原理なのか

ということに目を向け始めたんです。

そうすると、授業で学んだことが色んな事に活かされていることに気づきましたし、

それを、おもしろい!!と感じるようになりました。

そこから勉強に対するモチベーションがグングン上がり、

勉強することで自分の視野が広がっていくことを実感しました。

僕は、このような体験をしながら勉強してほしいと思います。

自分のブログを通して、

勉強=つまらなくて嫌なもの

という概念を少しでも取り除けるように頑張りたいと思っています。

だからこそ、この記事を書こうと思い立ったのです。

まとめ

ペンデュラムウェーブ

いかがだったでしょうか??

ただの物理法則1つをとってきただけで、

こんなに美しい現象が起こるのです!

物理ってすごい!!楽しい!!!理系万歳!(笑)

他にも物理法則を応用した装置はいっぱいあると思うので、

それらも紹介していけたらいいなぁと思っています!!

 

先ほど、この記事を書いた理由でも述べましたが、

僕の記事をきっかけに、勉強に対する意識が良いものに変わってくれる

ことを願っていますし、

みなさんに勉強する意味が見えてくるような、

おもしろいと思わせる題材を選び、記事を書いていこうと思います!!

ぜひ、楽しみにしていてください!!!

 

ちなみに、

ペンデュラムウェーブに魅せられすぎて毎日みたい!

家にほしい!!!

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最後まで読んでいただき、ありがとうございました!!!!

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