研究紀要第11号　学習指導改善に関する研究 理科実験器具の作成 - 021/024page

17. エネルギー実験器

1．製作のねらい

　位置エネルギーが落下する物体の高さと，重さに比例することを調べるため，杭打ち装置と通称されるエネルギー実験器が市販されている。しかしこれは運動のエネルギー測定には利用できないし，しかも高価である。そこで簡単に作れ，位置エネルギー運動のエネルギーの両方に使えるエネルギー実験器を考案した。

2．つくり方

〈図1〉のようなものを2つ作り，〈図2〉のように4本のボルトで組合わせ，〈図3〉のような厚板をはさんだものである。

3．使用法

　厚板のスケールの0目盛がXに一致するように装置する。厚板を自動上皿ばかりに押しつけさかさに押し込むとき，動まさつが400〜500gになるように表面の4つのナットを一様に調節しておく。

（1）　位置エネルギーを調べる

　写真のようにPまたはQの部分をスタンドに支え，高さを変えておもりをおとす。おもり高さと，厚板が押し込まれた距離（おもりが落下してした仕事）との関係を調ベグラフ化する。（正しくは，おもりの最初の位置から，厚板を押して静止するまでの距離を高さとしなければならない。）概ね直線となる筈である。

（2）　運動のエネルギーを調べる。

　PまたはQで机の面に固定し，台車を衝突させ，厚板の押し込まれる距離を測定する。台車の速度は台車に引かせたテープを記録タイマーに通して測定する。交流式タイマーでは5打間隔の距離を1/10秒間に進んだ距離と考えればよいわけである。
　台車の速度を横軸，厚板の押し込まれた距離（運動のエネルギー）を縦軸にとりグラフを作る二次曲線なり，運動のエネルギーが距離の2乗に比例することがわかる。