地学実験及び同実験法 第７回：フーコーの振り子.

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1 地学実験及び同実験法 第７回：フーコーの振り子

2 今日のファイル置き場 ファイル置き場： 自分のパソコンにダウンロードしてから見る

3 地球が回っているって本当？ 学校で教わったから？ 星が回って見えるから？
星が回っているのか地球が回っているのか？ どうしたら見分けがつくだろうか？ 星も見えない白昼であっても、あるいは室内でも、回転を認識する方法がある

4 星空を見ているだけでは、どちらが動いているかは決してわからない
北極星を中心に回転する星空 地球が回っている？ 星空が回っている？ 星空を見ているだけでは、どちらが動いているかは決してわからない 北極星 10分間にこれだけ移動 １０分間露光

5 地球は回転しているか？ 星空はあてにならない 誰かがひそかに天空を回転させているかも 回転していることをどう認識するのか？

6 乗っている台は回転しているか？ 周りの風景はあてにならない 誰かがひそかに風景を回転させているかも 回転していることをどう認識するのか？

7 右回りに回転するフーコーの振り子

8 10m フーコー フーコーとはどういう人か フランスの物理学者 ジャイロスコープの発明 札幌市青少年科学館

9 フーコーの振り子の実験 地球で振り子を振らすとどうなるか？ 巨大な振り子を用意 地球が回転していることを確かめることができる
長さ１０ｍの振り子 周期６秒 一時間に約600回揺れる 京都市立科学館にもフーコーの振り子 バングラデシュ科学博物館にも！

10 地球の回転とともに動く振り子 もしこの辺で実験すると１時間に何度動くか 360°÷24×sin緯度＝7.5° １時間

11 回転台はこういう感じ 台は右回りに回転 台は簡単にとれます 台のスピード調節 スイッチで動く 電池直列２個→速い 電池１個→遅い
配線の変更方法 端子を外して入れ替える 台

12 回転台回転数カウント実験 角速度 W の計算 回転台と地球の角速度は？ x 回転(2px [rad] の回転)をする時間 t [s]
回転角速度：W=2px/t [rad/s] 回転台と地球の角速度は？ 3分間(180[s])に何回転するか数えてみましょう 乾電池１個の場合：[　　　回転]→角速度[　　　　rad/s] 乾電池２個の場合：[　　　回転]→角速度[　　　　rad/s] １

13 中の台の上にいる「人」は、どちらが回っているのか認識できるか？
回転台実験 回転する丸い台に カメラを置いて考える 台が止まっているとき 台が右回りに回転 台を止めたり回したり 中の台の上にいる「人」は、どちらが回っているのか認識できるか？

14 台の上の「人」の視点を体感するため、デジカメを置いてみる
回転台実験Ａ（壁なし） カメラを普通に置いて 回転させてみる ２つの動画を撮る 台が止まっているとき 台が回転しているとき ２ 不要 台の上の「人」の視点を体感するため、デジカメを置いてみる 区別はつくか？

15 台の上の「人」の視点を体感するため、デジカメを置いてみる
回転台実験Ｂ（壁あり） 箱の中にカメラを置き 回転させてみる ２つの動画を撮る 台が止まっているとき 台が回転しているとき ３ 台の上の「人」の視点を体感するため、デジカメを置いてみる 区別はつくか？

16 結果レポートのヒント（前半） 回転数カウント実験 回転台実験Ａ（壁なし） 回転台実験Ｂ（壁あり）
これは、回転していることの証拠になるか？ 風景が回転している可能性は排除できる？ 回転台実験Ｂ（壁あり） 箱の中に置いたカメラからでも、回転が認識できる方法はあるか？

17 回転台振子実験Ａ（単に観察） 回転台の上に置いた振り子はどういう運動をするか見てみよう 回転台の上に振り子を置いてみる 台が止まっているとき
台が回転しているとき 止めたり回転させたり ４

18 回転台振子実験Ｂ ２つの動画を撮る 回転の証拠になるか？ ５ 止まっているとき 回転しているとき 箱の中にカメラを置き 回転させてみる
区別はつくか？

19 振り子の上にカメラを置き、回転させてみる
回転台振子実験C ２つの動画を撮る 止まっているとき 回転しているとき 振り子の軌跡に着目 ６ 振り子の上にカメラを置き、回転させてみる 振り子の軌跡は？

20 結果レポートのヒント（後半） 回転台振り子実験Ａ 回転台振り子実験Ｂ 回転台振り子実験Ｃ 振り子の振動面の方向に着目
回転台の回転を認識する方法 フーコーの振り子実験のミニチュア版 回転台振り子実験Ｃ 振り子の軌跡 コリオリの力の向きは？ 右向き？ 左向き？

21 実験をやってみよう やり方を一回見せます 実験リスト 実験リスト（続き） 実験メモに基づいて 結果はCDに焼きますのでいったん提出を
回転台回転数カウント 回転台実験A デジカメ動画２つ 回転台実験B 実験リスト（続き） 回転台振り子実験A 回転台振り子実験B デジカメ動画２つ 回転台振り子実験C 実験メモに基づいて 結果はCDに焼きますのでいったん提出を

22 次回：「傾圧不安定波動実験」 回転する台の上に中緯度大気を再現 中緯度の流れが再現される 真ん中に氷水・外側に温水で温度差をつくる
台の回転を地球の回転にみたてる 中緯度の流れが再現される 偏西風が流れはじめる 偏西風が波打ち、高低気圧が現れる