ベーシックゾーン
エアーテーブル
basicj-02
力
空気の出るテーブルのボタンを押し、エアホッケーをしながら円盤の動きを観察する。
解説Explanation
この展示では、円盤とテーブルとの間の摩擦を最小限に抑えることで、「慣性の法則」や「運動量保存則」を体感できます。手で軽く押すだけで、円盤がスムーズに滑る様子から、摩擦の影響が少ないときに物体が同じ速度で動き続ける性質(慣性の法則)を理解できます。また円盤が他の円盤や壁に当たるときも、円盤が同じ速さで跳ね返ったり、他の円盤と速さを分け合う様子(運動量保存則)を観察できます。
深堀りDeep dive
運動量とは、「物体の速度」と「質量」を掛け合わせた量です。運動量保存則とは、外部から力が加わらない限り、運動量が一定に保たれるという法則です。
運動量を考えるためのわかりやすい例としては、カーリングやアイスホッケーなどの氷上スポーツがあります。カーリングでは、氷とストーンの間の摩擦が小さいため、投げられたストーンは運動量を保存したまま滑らかに長い距離を進みます。また、他のストーンにぶつかると、ぶつかったストーンは遅くなり、止まっていたストーンが動き出します。これは運動量が受け渡されたためです。プロのカーリング選手はそれぞれのストーンの進む距離や方向を予想し、ブラシではく(スイーピングする)ことで摩擦具合を調整しながら、緻密な制御をしています。
摩擦がない状況は、地球上では氷上や、エアホッケーのような風が噴き出るテーブル上など特殊な環境が必要です。一方で、重力や空気の影響が無い宇宙空間では日常的に観察できます。この展示を通して、運動量の保存が成り立っている状態で物体がどのように振る舞うかを体感してみてください。
キーワード
- # 慣性の法則
- # 運動量
- # 運動量保存則