JPH07219424A - 複数吊りの振り子の実験具並びに該実験具に用いるおもり・滑走レール・おもりの高さ表示具・振り子の長さ測定具・おもりの吊り糸・吊り糸ガイド棒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小学校の理科教育で、振り子の等時性におい
ては時間の計測をしなくても理解できる。エネルギーの
変換などの実験には同時に比較ができたり、簡単におも
りの位置エネルギーが分かる。振り子の長さの計測が簡
単で正確にできる。他の実験具でも応用のきくおもりを
得る。 【構成】 台１に取り外し可能なように支柱２を垂直に
取り付け、支柱２の上部には支え棒３の中間部分と動か
ぬように取り付け、支柱２の中間部分には、２本のガイ
ド棒５を取り付け、支え棒３から２組の振り子の吊り糸
６をガイド孔７に通して取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小学校等理科教育で振
り子の諸原理を学習する目的のための振り子の実験具に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の実験具においては、振り子のおも
りを一個だけを吊るし同時に２個の振り子を比較するに
は難しい構造で、振り子のふれる幅を振り子の吊るす糸
と糸をそのまま垂らしたときの糸との支点からの垂直線
の角度で測りとらせ振り子のおもりの位置エネルギーを
測り取るのには難しい角度の測定具がつけられ、振り子
のおもりの重心を中心として振り子の長さを測るのには
難しい長さの測定具がつけられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の実験具において
は、振り子のおもりが一つしか吊るしていなくて、スト
ップウオッチを用いて時間を計測し振り子の振幅時間を
計測するなど定量的に扱う以外、振り子の長さが同じ長
さの物や違う長さの物のおもりの振幅時間の等時性など
を定性的に扱ったり、同時に比較検証をする事ができな
かった。そのため、振幅時間の計測では、主に小学生な
どに於いてはストップウオッチの操作が未熟であり、か
なり早く動くおもりをとらえてストップウオッチを操作
させるために誤差を生じさせた。正しい振幅時間を計測
する困難さから、振り子の長さが明らかに違う場合の振
幅時間の比較まで、誤差のため正しい理解とは逆の結果
がでる事も多かった。

【０００４】次に、振り子のおもりが持つ位置エネルギ
ーを、他の物体と衝突させ、その物体が水平に移動する
間に摩擦によって物体が止まるまでの距離を計測する事
で、位置エネルギーから運動エネルギーに変換された事
やそのエネルギー量を学習させる。さて、おもりの位置
エネルギーは、振り子の静止した状態から振り子の支点
を中心として左右どちら方向でもよいが、何度開いた所
におもりが位置するかで決まるわけだが、単純に、５度
・１０度・１５度・２０度と角度を決めても位置エネル
ギーとは比例していない。

【０００５】したがって、振り子のおもりの位置エネル
ギーを角度と比例して示すには、分度器そのものから読
み取る事は困難であった。

【０００６】従来の滑走レールでは、あくまで運動エネ
ルギーが最大の地点から滑走レールを設けてあるので振
り子のおもりが運動する各ポイントで、位置エネルギー
が運動エネルギーに変わりきらず、物体と衝突させると
物体を動かす距離が少なくなるという違いを実験する事
ができなかった。また、レール上を球体で転がす方法で
は、複数の平行レールは考えられていたが、振り子のお
もりを使って、同時に物体を衝突させ摩擦によって減速
させ比べるというものではなく、また、直線上のもので
なかった。

【０００７】また、単振動での振り子のおもりの振れる
幅を違えても近似的には、振り子の等時性があると学習
する。そのことを補えば、振幅の幅の長さがごく僅かな
場合は、同じ振り子の長さを持つ振り子での振れる幅の
長さを変えたとき、僅かに起こるそれらの振幅時間のズ
レは微々たるもので誤差として処理されている。しか
し、その振幅の幅の長さが大きくなるにしたがって、言
い替えればおもりの位置が最下点より高くなるににした
がって大きくなり誤差としての範囲と言えないまでに越
えることになる。さらに、わずかな振幅幅の変化による
振幅の時間計測を定量的に正確に見いだす事はかなりの
熟練を要した。

【０００８】次に、振り子の長さはおもりの重心から振
り子の最上位の支点までの距離にほぼ等しくその間を測
っている訳だが、同じ長さの糸などを用いておもりを換
えた場合、従来のおもりではおもりの重心がおもりの大
きさによって変わるため、振り子の長さが変化して、振
幅時間のズレを生じさせていた。

【０００９】そのため、振幅時間のズレを補うために同
じ大きさで異質の材料で質量の違うおもりしか使えな
く、材質が同じもので、または、似かよった材質で、異
なった大きさの質量の違うおもりを使う事ができなかっ
た。また、おもりの付け換えも面倒であった。

【００１０】次に、振り子の長さを計測するには、おも
りの重心から振り子の最上位の支点まで測るわけだが、
その際の尺などの長さの計測具は、おもりの重心か振り
子の支点のどちらかが０cmを示していないので、振り子
の長さを計測する際に読み取りが難しく簡単な計算をし
なければならなかった。また、おもりの重心を測るべき
所をおもりの最下部までを振り子の長さと勘違いして計
測することがしばしば起こっていた。

【００１１】次に、従来の技術では吊り糸ガイド棒の上
下移動は、分度器等を持ちながら移動させるために移動
させにくかった。

【００１２】本発明は、振り子の等時性などや振り子の
おもりが持つ運動・位置エネルギーの変換の説明を、複
数の振り子を同時に用いる事によって、定量的だけでな
く、視覚的に、定性的に学習できるための振り子の実験
具を得る事を目的としたものである。さらに、同質材料
で質量の違うおもりと、振り子のおもりが振れている各
々の位置での運動エネルギーを測定できるための滑走レ
ールと、振り子のおもりの位置エネルギーと比例するよ
うに表した角度を表示するためのおもりの高さ表示具
と、振り子の長さを測定するためおもりの重心から長さ
を測りとることができる振り子の長さ測定具と、振り子
の長さを簡単に同じ長さに調整でき、簡単におもりを吊
るしたりはずしたりできる構造のおもりの吊り糸と、丈
夫で簡単に上下移動ができる吊り糸ガイド棒を提供する
事を目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の振り子の実験具においては、実験を遂行
しても、揺れ・振れが起きない程度の質量の台に設けた
支柱から支え棒を設け、複数の振り子を吊るし、振り子
の糸を途中ガイド棒のガイド孔に通し、ガイド棒を上下
可動自由になるよう取り付けたものである。

【００１４】台と支柱は取り外しや折り曲げて収納でき
るようにちょう番を用いて取り付けたり、台に穴を設け
てはめ込めたり、ネジによって仮固定するなどが考えら
れる。支柱は、文字どおり実験具を支える物であるが、
重要なのはガイド棒のスライドができることであり、形
状は柱状であり直線に伸びていることである。支柱の横
断面の形状は、円形や四角形など問わず使用できる。横
に伸びる支え棒は、支柱と固定するか、ネジなどで仮固
定する。また、支柱は円柱状のものである場合、レトル
ト台（鉄製スタンド）の台の付属する支柱に差し込んで
固定し、この振り子実験具の台とする事で共通の台とな
す。支え棒には振り子の糸を止めるため、止め具やクリ
ップを固定するか、支え棒に穴をあけ、糸を通してから
止め具やクリップで固定する。支え棒も支柱の延長を折
り曲げた構造でもよく、また、材質・形状も振り子を支
えるという目的が遂行できればよい。

【００１５】台・支柱・支え棒・ガイド棒・吊り糸が基
本である。滑走レール・おもり・おもりの高さ表示具・
振り子の長さ測定具はなくても、または他のもので代用
ができる。

【００１６】ガイド棒は支柱に、上下可動自由になるよ
うに取り付ける。その方法は、支柱にかぶさるように支
柱をとりまき、支柱と接する部分のガイド棒のかぶせる
部分の内部に磁石を固着し支柱に止めたり移動できるよ
うにしたり、または、板バネを設け支柱とかぶせの板バ
ネの押さえる力でガイド棒が止まったり動いたりできた
り、かぶせる部分にナットとねじを設け、支柱にねじで
抑え込んで止めるたり、クリップで挟んで保持したり、
ローラーを内蔵して支柱を押さえ込むなどの方法であ
る。また、支柱を左右あるいは前後にと縦方向で２つに
分け、ガイド棒が一本の支柱で左右あるいは前後を使っ
てスライドするように取り付ける。

【００１７】さらに、ガイド棒は糸を通すため、ガイド
棒に複数のガイド孔の穴を直接垂直にあけたり、糸が滑
り易いようにその穴の周りにプラスチックでとりまいた
り、筒を装着したりする。ほかに穴をあけなくてもガイ
ド棒の横端に筒状の短いパイプを取り付ける方法でもよ
い。ガイド孔は、穴でなく横に細長い隙間であってもか
まわない。ガイド棒は、支え棒に取り付け、上下可動自
由になるように取り付ける方法もある。ガイド棒を同時
に２本並べて隙間を空けることでガイド孔に相当するも
のを作る方法がある。ガイド孔を解放しておくと振り子
の糸をはずすのが簡単に行える。同一支柱に取り付けて
あるガイド棒の場合は、そのままでは、ガイド孔の高さ
が同一レベルにならないので複数のガイド棒がすべて同
じ高さで止まるように、一つまたは複数のガイド棒を折
り曲げて取り付けてある。振り子の吊り糸は２本使用し
ているから、Ｖ字状に吊られているのでガイド孔は、吊
り糸のＶ字を崩さないように、あけておかなければなら
ない。また、作用に影響しない場所で大きく孔を開けて
おくと、その所から振り子の吊り糸を通し易くすること
ができる。

【００１８】支柱の立て方は、台の端の部分、台の中央
部分、台の両端、複数の支柱を立てお互いに支え合う方
法がある。また、単数の支柱で構成されるものでも、ご
く隣接して振り子の振れ方向に対して垂直方向に２本の
支柱を立てておくことが考えられる。支柱の長さは任意
であるが、振り子の長さが２５ｃｍで周期は１秒であり
２秒で１００ｃｍである。支柱の長さは、あまり振り子
の長さが短いと時間の計測が難しくなるので２５ｃｍ前
後から１００ｃｍ前後を必要とする。

【００１９】支える棒は、支柱が単数の時は、支柱に支
え棒の端で取り付けたり、支柱に支え棒の真ん中を取り
付ける方法がある。支柱が複数の場合は、支え棒の両端
に取り付け支え棒の下方に空間が空いている状態にす
る。

【００２０】おもりは、球状の重さの違う各おもりにフ
ックを設け、フックの最上部から各おもりの重心までの
長さが同じ距離になるようにする。フック自体の重さ
は、必要かつ十分な強度を持ちながらできる限り軽いも
のが、おもりの重心を変えにくいと言う点で望ましい。
また、水平方向から見ておもりの重心に相当する場所
に、リング状・ポイントなどの印を入れておくと分かり
やすい。

【００２１】台には、おもりが静止した状態時のおもり
の位置を中心にして台に各おもりのふれる両方向へ振り
子に対応した数の複数の滑走レールを取り付ける。レー
ルの長さは、用いるおもりの質量と関係し十分な長さを
取るが、片方は一方より短くてもよい。レールの形状
は、断面が凸型・凹型で直線状が知られる。凸型であれ
ば台に一本のレールを複数取り付ければよいし、凹型で
あれば台に２本で平行で対になるレールを１単位として
複数取り付ける。凸・凹型の何れであっても物体にでき
る限り接触しない構造ようレールと物体に角度をとり接
触面を減らす構造とする。また、滑走レールは取り外し
可能できるように台とレールがはめ込みの構造である。
さらに、滑走面は平で摩擦係数が同じになるように表面
がなめらかである。

【００２２】台そのものがレールの形状であってもよ
い。

【００２３】台におもりの重心に相当する位置に巻尺の
スケールが０を示すように巻尺を設けてあるところより
真下にフックを設け、ガイド棒にケース付きの巻尺を取
り付ける。取り付け位置は、２つの振り子の真ん中に位
置する場合は一つの巻尺で２つの振り子の長さを左右で
みることになる。支柱側に巻尺をよせてみる方法もあ
る。複数のガイド棒に取り付ける場合、支柱に最上部に
取り付けたガイド棒に装着する。

【００２４】おもりの高さを角度で表したおもりの高さ
表示具を、各ガイド棒に取り付ける。取り付け方はクリ
ップやネジ、磁石などで仮固定する方法と、固定して取
り付ける方法がある。おもりの高さ表示具は、透明な材
質で裏表から見られるようにする。透明でなく半透明・
不透明の材質で片面・あるいは両面の表示も考えられ
る。取り付け位置は、ガイド棒の吊り糸が移動するのを
邪魔しない場所であり、吊り糸の支点とおもりの高さ表
示具の中央が一致して、振り子の振れる方向と同方向に
取り付ける。おもりの高さは振り子の長さを等分した高
さで表す。例を示せば、振り子の長さを１０等分したと
して、高さ０で０度・高さ１で約２５．８度・高さ２で
約３６．９度・高さ３で約４５．６度・高さ４で約５
３．１度・高さ５で６０度・高さ６で約６６．４度・高
さ７で約７２．５度・高さ８で約７８．５度・高さ９で
約８４．２度・高さ１０で９０度となる。この角度は、
振り子の支点と垂直な角度を０度して、振り子の振れる
ときの開いた角度を示した物である。これは簡単な三角
関数で計算すれば求められる。実際には、振り子を６０
度以上で振れさせるのは困難になるので、６０度までを
１０等分する方法などがある。おもりの高さ表示具に、
角度も合わせて表示しておくと等時性の学習では便利で
ある。角度を示す手段としては、中心からおもりの高
さを示す角度までを任意の長さの直線で引く、おもり
の高さを示す角度と高さに対応する相対の数字を付して
おく、振り子の縮図を示しておく、分度器の角度を
示しておき、０度の位置は分度器中央にある、さらに
これらの組み合わせなどが考えられる。分度器
に付されるような角度の表示と、振り子の高さを表す角
度や振り子の縮図とは使用目的が違うので色分けして表
示したり、分度器は１０度ずつなど大まかに記したりす
る方法も実用的である。また、一枚のプレートに
の組み合わせを施してもよいし、二枚のプレートで
を施してもよい。例えば、を一枚のプレートで
記し、をもう一枚のプレートで記し、その二枚を重ね
て取り付けたり取り外しが可能なようにフックや磁石な
どで簡易にできるようにしておくなどである。

【００２５】吊り糸の材質は、軽く・伸びなく・糸によ
りがないものが適していて、細いテグスやピアノ線やた
こ糸やワイヤーが向いている。

【００２６】糸は、複数本でおもりを吊る方が安定し
て、同方向に振れることが知られている。糸は、止め具
で長さを固定してしまうか、クリップで仮固定して微調
整できるようにする。

【００２７】

【作用】上記のように構成された振り子の実験具は、２
つの振り子を同時に振らす事によって使用する。振り子
の長さが同じであれば、その２つの振り子は同じように
振れるので同じ振幅時間である事が分かる。ガイド棒は
支柱・支え棒のどちらかに取り付けたものでも、上下に
動かし振り子の長さを変えるとおもりの動きが変わりず
れてくる事で、違う動きをする振り子の２つを比較し、
どちらが早く動いているかが知る事ができる。２つに限
らず複数個でも同じ事である。

【００２８】振り子の長さは、様々な質量と大きさのお
もりでも振り子の長さはそれぞれ同じ長さになるおもり
と、あらかじめ同じ長さに対でそろえてある吊り糸を用
い振り子の長さを同じにする。おもりを吊るしたとき支
え棒の止め具やクリップで糸の長さを微調整することが
可能である。おもりも糸の方もフックやリングを用いて
いるので引っかけるだけでよい。おもりの重心は印を施
してあるので合わせるだけでよい。おもりや吊り糸は、
今までの技術の振り子の実験具に用いても振り子の長さ
は変わらないので使用でき応用性が高い。ガイド孔は、
吊り糸の最大最小幅に合わせて開けてあるので２本の吊
り糸の幅を変えることない。したがって、振り子の長さ
を変えることがない。

【００２９】振り子の長さの測定具は、振り子の長さを
調べたいときに、ガイド棒または、支え棒から台のフッ
クまで巻尺の目盛りをのばし引っかける事によって、ガ
イド棒の位置にある目盛りをそのまま読めば振り子の長
さを求めることができる。なぜなら、フックの位置は、
おもりの重心に相当するからである。また、複数の振り
子の長さを測るときは、それぞれの振り子の支点と同位
置の高さにある、ガイド棒の位置を巻尺の目盛りで読む
ことで求める。

【００３０】滑走レールは、おもりを任意の高さに持ち
上げて振れさせ、木片などの物体と衝突させレール上に
すべらせ、運動・位置エネルギーの大きさを知るための
ものである。レールには、おもりの静止部分に線などの
しるしを入れておくと目印になり便利である。複数の滑
走レールを使用して、同時に衝突させることによって比
較実験することが可能である。

【００３１】おもりの高さ表示具は、おもりの高さを示
す線に沿うようにおもりを引っ張り持ち上げ、振り子の
糸とその希望の高さの線とを合わせてから離せば良い。
また、振り子の縮図を記してあるので振り子と高さの関
係が一目瞭然理解することができる。分度器と組み合わ
せると簡単におもりの位置を求めることができ位置・運
動エネルギーの学習だけでなく、等時性の学習にも活用
できる。

【００３２】ガイド棒は、上下にスライドし、なおかつ
止まることが必要なため、磁石や板バネやネジ、ローラ
ーで支柱に止めるように使用する。スライドさせるに
は、磁石や板バネは、上下に力を加えそのままガイド棒
を移動し希望の場所で離すだけでよい。ネジの場合は、
ねじをゆるめ移動しネジを締めて止める。ローラーの場
合は両方向に回転し回転が止まるようにラチェットで止
め支柱と圧接して止まるようにする。ガイド棒を動かす
部分の周りには実験具の付属部分が少なく傷み難く丈夫
で簡単な操作で使用できる。

【００３３】

【実施例】複数吊りの振り子の実験具の実施例１につい
て図面１を参照して説明すると、台１に取り外し可能な
ように支柱２を垂直に取り付け、支柱２の上部には支え
棒３の中間部分と動かぬように取り付け、支柱２の中間
部分には、２本のガイド棒５を取り付け、支え棒３から
２組の振り子４の吊り糸６をガイド孔７に通して取り付
ける。

【００３４】複数吊りの振り子の実験具の実施例２につ
いて図面２を参照して説明すると、台１に取り外し可能
なように支柱２を垂直に取り付け、支柱２の上部には支
え棒３の一端と動かぬように取り付け、支柱２の中間部
分には、複数のガイド棒５を取り付け、支え棒３から振
り子４の吊り糸６をガイド孔７に通して取り付ける。

【００３５】複数吊りの振り子の実験具の実施例３につ
いて図面３を参照して説明すると、台１に取り外し可能
なように支柱２を２本垂直に取り付け、支柱２の上部に
は支え棒３の一端と動かぬように取り付け、支柱２の中
間部分には、複数のガイド棒５を取り付け、支え棒３か
ら振り子４の吊り糸６をガイド孔７に通して取り付け
る。

【００３６】複数吊りの振り子の実験具の実施例４につ
いて図面４を参照して説明すると、台１に取り外し可能
なように支柱２を２本取り付け、支柱２の上部には支え
棒３の一端と動かぬように取り付け、支え棒３に間隔を
あけ複数のガイド棒５を取り付け、支え棒３から振り子
４の吊り糸６をガイド孔７に通して取り付ける。

【００３７】複数吊りの振り子の実験具の支柱２と台１
の取り付け実施例１に付いて図面５を参照して説明する
と、台１に開けた穴に、動かぬよう支柱２を差し込み取
り付ける。

【００３８】複数吊りの振り子の実験具の支柱２と台１
の取り付け実施例２に付いて図面６を参照して説明する
と、台１と支柱２に振り子４の振れる方向に蝶番２７を
取り付け、反対面に方向にフック２４を取り付け支柱２
が動かないように取り付ける。

【００３９】複数吊りの振り子の実験具の支柱２と台１
の取り付け実施例３に付いて図面７を参照して説明する
と、支柱２はパイプ２３になっていて、台１から突起が
あり、それに差し込んで支柱２を固定して取り付ける。

【００４０】複数吊りの振り子の実験具用のおもり９の
実施例について図面８を参照して説明すると、球状のお
もり９に重心に向かってフック１０を、それぞれのフッ
ク１０の先とおもり９の重心までの長さが同じになるよ
うに取り付け、重心には重心を示す線２８を施す。

【００４１】複数吊りの振り子実験具用の滑走レール１
１の実施例について図面９を参照して説明すると台１に
複数の滑走レール１１を振り子４の振れる方向と同じ方
向に、おもり９を中心にして左右とも連続していて直線
に取り付け、取り外し可能にできるよう仮固定してあ
る。

【００４２】複数吊りの振り子の実験具用のおもりの高
さ表示具１２の実施例１について図面１０を参照して説
明すると、プレート３０に等分されたおもりの高さを示
す角度２０を中心から線で示してある。

【００４３】複数吊りの振り子の実験具用のおもりの高
さ表示具１２の実施例２について図面１１を参照して説
明すると、プレート３０に等分されたおもりの高さを示
す角度２０を中心から線で示し、さらに分度器の角度２
１を合わせて示してある。

【００４４】複数吊りの振り子の実験具用のおもりの高
さ表示具１２の実施例３について図面１２を参照して説
明すると、プレート３０におもりの高さを表す角度２０
を振り子の縮図２９で記す。いずれも、吊り糸６の支点
を中心として真下の線は０度を示す。

【００４５】複数吊りの振り子の実験具用のおもりの高
さ表示具１２の実施例４について図面１３を参照して説
明すると、プレート３０におもりの高さを表す角度２０
を振り子の縮図２９で記す。分度器の角度２１を重ねて
記すか、別に分度器のプレート３１とを重ね合わせて記
す。いずれも、吊り糸６の支点を中心として真下の線は
０度を示す。

【００４６】複数吊りの振り子の実験具用の振り子４の
長さ測定具２４の実施例１について図面１４を参照して
説明すると、ガイド棒５の上部に巻尺１３を設け、台１
には巻尺１３の真下にフック１７を設ける。

【００４７】複数吊りの振り子の実験具用の振り子４の
長さ測定具２４の実施例２について図面１５を参照して
説明すると、支え棒３の上部に巻尺１３を設け、台１に
は巻尺１３の真下にフック１７を設ける。

【００４８】複数吊りの振り子の実験具用のおもりの吊
り糸６の実施例１について図面１６を参照して説明する
と、吊り糸６の端を止め具１４で止め、支え棒３をとお
り、中間にリング１６または、フック３２ を設け、支
え棒３を通り、止め具１４で止める。

【００４９】複数吊りの振り子の実験具用のおもりの吊
り糸６の実施例２について図面１７を参照して説明する
と、吊り糸６の端を止め具１４で止め、支え棒３を通
り、中間にリング１６または、フックを３２を設け、支
え棒３を通り、クリップ１５で仮固定する。

【００５０】複数吊りの振り子の実験具用の磁石１８を
用いた吊り糸ガイド棒５の実施例について図面１８を参
照して説明すると、支柱２にとりまくようにガイド棒５
の支え部分の内側に磁石１８を固着する。

【００５１】複数吊りの振り子の実験具用の板バネ１９
を用いた吊り糸ガイド棒５の実施例について図面１９を
参照して説明すると、支柱２にとりまくようにガイド棒
５の支え部分の内側に板バネ１９を設ける。

【００５２】複数吊りの振り子の実験具用のネジ８を用
いた吊り糸ガイド棒５の実施例について図面２０を参照
して説明すると、支柱２にとりまくようにガイド棒５の
支え部分にネジ８のナット３４を固着しネジ８を支柱２
に向かって締め付けれるように設ける。

【００５３】複数吊りの振り子の実験具用のクリップ２
６を用いた吊り糸ガイド棒５の実施例について図面２１
を参照して説明すると、支柱２にとりまくようにガイド
棒５の支え部分をクリップ２６にして、支柱２に締め付
け止まるように設ける。

【００５４】複数吊りの振り子の実験具用の吊り糸ガイ
ド棒５のガイド孔７の実施例１について図面２２を参照
して説明すると、ガイド棒５に細長いガイド孔７を開
け、少し隙間をあけもう一つのガイド孔７を開けるたも
の。

【００５５】複数吊りの振り子の実験具用の吊り糸ガイ
ド棒５のガイド孔７の実施例２について図面２３を参照
して説明すると、ガイド棒５に細長いガイド孔７をあ
け、支柱２の反対側に吊り糸６のリング１６などが通る
だけの孔３３を開けたもの。

【００５６】複数吊りの振り子の実験具用の吊り糸ガイ
ド棒５のガイド孔７の実施例３について図面２４を参照
して説明すると、ガイド棒５に細長いガイド孔７をあ
け、支柱２の反対側は解放されたもの。

【００５７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００５８】複数の振り子を同時に振らすことで、振り
子の等時性の学習を計測に頼らずとも、視覚的に比較す
るなど定性的に学習でき、計測も可能である。

【００５９】おもりや吊るす糸が、振り子の長さを変え
ないので、確実な等時性の実験の結果が得られる。

【００６０】おもりの高さ表示具を使用することによっ
て、位置と運動というエネルギーの学習の概念が明確に
なり、表示具の表示と吊り糸を合わせて離すという簡単
に操作だけで確実な実験の結果が得られる。

【００６１】振り子のふれに沿った長いレールを用いる
ため、左右どちら方向からも実験ができ、レール上でお
もりと物体が衝突する位置を変えることにより、位置・
運動エネルギーの相関関係に気づくことができる。

【００６２】振り子の長さを正確な長さで測ることがで
きる。

【００６３】支柱２を取り外すことによって収納性もよ
い。

【００６４】

【図面の簡単な説明】

【図１】複数吊りの振り子の実験具の実施例１の斜視図
である。

【図２】複数吊りの振り子の実験具の実施例２の斜視図
である。

【図３】複数吊りの振り子の実験具の実施例３の斜視図
である。

【図４】複数吊りの振り子の実験具の実施例４の斜視図
である。

【図５】複数吊りの振り子の実験具の支柱と台の取り付
け例１の斜視図である。

【図６】複数吊りの振り子の実験具の支柱と台の取り付
け例２の斜視図である。

【図７】複数吊りの振り子の実験具の支柱と台の取り付
け例３の斜視図である。

【図８】複数吊りの振り子の実験具用のおもりの実施例
の正面図である。

【図９】複数吊りの振り子実験具用の滑走レールの実施
例の斜視図である。

【図１０】複数吊りの振り子の実験具用のおもりの高さ
表示具の実施例１の正面図である。

【図１１】複数吊りの振り子の実験具用のおもりの高さ
表示具の実施例２の正面図である。

【図１２】複数吊りの振り子の実験具用のおもりの高さ
表示具の実施例３の正面図である。

【図１３】複数吊りの振り子の実験具用のおもりの高さ
表示具の実施例３の正面図である。

【図１４】複数吊りの振り子の実験具用の振り子の長さ
測定具の実施例１の斜視図である。

【図１５】複数吊りの振り子の実験具用の振り子の長さ
測定具の実施例２の斜視図である。

【図１６】複数吊りの振り子の実験具用のおもりの吊り
糸の実施例の斜視図である。

【図１７】複数吊りの振り子の実験具用のおもりの吊り
糸の実施例の斜視図である。

【図１８】複数吊りの振り子の実験具用の磁石を用いた
吊り糸ガイド棒の実施例の斜視図である。

【図１９】複数吊りの振り子の実験具用の板バネを用い
た吊り糸ガイド棒の実施例の斜視図である。

【図２０】複数吊りの振り子の実験具用のネジを用いた
吊り糸ガイド棒の実施例の斜視図である。

【図２１】複数吊りの振り子の実験具用のクリップを用
いた吊り糸ガイド棒の実施例の斜視図である。

【図２２】複数吊りの振り子の実験具用の吊り糸ガイド
棒のガイド孔の実施例１の斜視図である。

【図２３】複数吊りの振り子の実験具用の吊り糸ガイド
棒のガイド孔の実施例２の斜視図である。

【図２４】複数吊りの振り子の実験具用の吊り糸ガイド
棒のガイド孔の実施例３の斜視図である。

【符号の説明】

１ 台 ２１ 分度器の角
度 ２ 支柱 ３ 支え棒 ２３ パイプ ４ 振り子 ２４ フック ５ ガイド棒 ２５ 振り子の長
さ測定具 ６ 吊り糸 ２６ クリップ ７ ガイド孔 ２７ 蝶番 ８ ネジ ２８ 重心を示す
線 ９ おもり ２９ 振り子の縮
図 １０ フック ３０ プレート １１ 滑走レール ３１ プレート １２ おもりの高さ表示具 ３２ フックの
吊り具 １３ 巻尺 ３３ 孔 １４ 止め具 ３４ ナット １５ クリップ １６ リングの吊り具 １７ フック １８ 磁石 １９ 板バネ ２０ 高さを表す角度

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台（１）に支柱（２）を垂直に取り付
   け、支柱（２）の上部から横に振り子（４）の支え棒
   （３）を設けて、支え棒（３）から２本の振り子（４）
   を吊るし、支柱（２）に支柱（２）上を上下可動自由に
   なるガイド棒（５）を振り子（４）に対応するよう設
   け、各ガイド棒（５）に振り子（４）の糸が通るようガ
   イド孔（７）を設けた複数吊りの振り子の実験具。
2. 【請求項２】 台（１）に支柱（２）を垂直に取り付
   け、支柱（２）の上部に振り子（４）の支え棒（３）の
   中央を中心として左右、横に設けて、左右の支え棒
   （３）から１本の振り子（４）を吊るし、支柱（２）に
   支柱（２）上を上下可動自由になるガイド棒（５）をそ
   れぞれの振り子（４）に対応するよう設け、各ガイド棒
   （５）に振り子（４）の吊り糸（６）が通るようにガイ
   ド孔（７）を設けた複数吊りの振り子の実験具。
3. 【請求項３】 台（１）に支柱（２）を２本取り付け、
   各支柱（２）の上部に振り子（４）の支え棒（３）を連
   結して取り付け、支え棒（３）から２本の振り子（４）
   を吊るし、支柱（２）に支柱（２）上を上下可動自由に
   なるガイド棒（５）を振り子（４）に対応するよう設
   け、各ガイド棒（５）に振り子（４）の吊り糸（６）が
   通るようにガイド孔（７）を設けた複数吊りの振り子の
   実験具。
4. 【請求項４】 台（１）に支柱（２）を複数本取り付
   け、各支柱（２）の上部に振り子（４）の支え棒（３）
   を連結して取り付け、支え棒（３）から２本の振り子
   （４）を吊るし、支え棒（３）に上下可動自由になるガ
   イド棒（５）を複数設け、各ガイド棒（５）に振り子
   （４）の吊り糸（６）が通るようにガイド孔（７）と止
   め具（１４）を設けた複数吊りの振り子の実験具。
5. 【請求項５】 球状の重さの違う各おもり（９）にフッ
   ク（１０）を設け、フック（１０）の最上部から各おも
   り（９）の重心までの長さが同じ距離になる複数吊りの
   振り子の実験具用のおもり。
6. 【請求項６】 おもり（９）が静止した状態時のおもり
   （９）の位置を中心にして台（１）に各おもり（９）の
   ふれる左右両方向へ直線に複数の滑走レール（１１）を
   取り付けた複数吊りの振り子の実験具用の滑走レール。
7. 【請求項７】 等分したおもりの高さを表す角度（２
   ０）で表した複数吊りの振り子の実験具用のおもりの高
   さ表示具。
8. 【請求項８】 等分したおもりの高さを表す角度（２
   ０）で表し、分度器の角度（２１）と重ね合わせた複数
   吊りの振り子の実験具用のおもりの高さ表示具。
9. 【請求項９】 おもりの高さを表す角度（２０）を振り
   子の縮図（２９）を以て表した複数吊りの振り子の実験
   具用のおもりの高さ表示具。
10. 【請求項１０】 おもりの高さを表した角度（２０）を
    振り子の縮図（２９）を以て表し、分度器の角度（２
    １）と重ね合わせた複数吊りの振り子の実験具用のおも
    りの高さ表示具。
11. 【請求項１１】 台（１）におもり（９）の重心に相当
    する位置に巻尺（１３）の０cmを表すスケールが来るよ
    うに巻尺（１３）の真下にフック（１７）を設け、支柱
    （２）の上部部分に取り付けたガイド棒（５）に巻尺
    （１３）を取り付けた複数吊りの振り子の実験具用の振
    り子の長さ表示具。
12. 【請求項１２】 台（１）におもり（９）の重心に相当
    する位置に巻尺（１３）の０cmを表すスケールが来るよ
    うに巻尺（１３）の真下にフック（１７）を設け、支え
    棒（３）に巻尺（１３）を取り付けた複数吊りの振り子
    の実験具用の振り子の長さ表示具。
13. 【請求項１３】 吊り糸（６）の端に、支え棒（３）へ
    吊り糸（６）を固定するための止め具（１４）を設け、
    振り子（４）の吊り糸（６）の中央におもり（９）を吊
    るすための吊り具（１６）（３２）を設けた複数吊りの
    振り子の実験具用のおもりの吊り糸。
14. 【請求項１４】 吊り糸（６）の端に、支え棒（３）へ
    吊り糸（６）を固定するためのクリップ（１５）を設
    け、振り子（４）の吊り糸（６）の中央におもり（９）
    を吊るすための吊り具（１６）（３２）を設けた複数吊
    りの振り子の実験具用のおもりの吊り糸。
15. 【請求項１５】 磁石（１８）が吸着可能な材質の支柱
    （２）に、吊り糸ガイド棒（５）の支柱（２）に支えら
    れる部分の接点に磁石（１８）を固着し、上下可動自由
    になるようにした複数吊りの振り子の実験具用の吊り糸
    ガイド棒。
16. 【請求項１６】 支柱（２）に、吊り糸ガイド棒（５）
    の支柱（２）に支えられる部分と支柱（２）の接点に板
    バネ（１９）を設け、上下可動自由になるようにした複
    数吊りの振り子の実験具用の吊り糸ガイド棒。
17. 【請求項１７】 支柱（２）に、吊り糸ガイド棒（５）
    の支柱（２）に支えられる部分にナット（３４）を固定
    して設け、ネジ（８）を取り付け上下可動自由になるよ
    うにした複数吊りの振り子の実験具用の吊り糸ガイド
    棒。
18. 【請求項１８】 吊り糸ガイド棒（５）の支柱（２）に
    支えられる部分をクリップ（２６）で構成し、支柱
    （２）に保持できるようにの接点をとり、上下可動自由
    になるようにした複数吊りの振り子の実験具用の吊り糸
    ガイド棒。
19. 【請求項１９】 球状のおもり（９）に、おもり（９）
    の重心の位置に印を施した複数吊りの振り子の実験具用
    のおもり。