ローラー引き

さあ実験だ!!

まずは「力」とモノの動きの関係を「キッチリ」調べましょう。
先ほど言ったように物理は実験が一番偉いので、力学についてもまずは実験から始めます。
以下の話、マジメにやろうとすると器具を用意しなきゃいけないので、イメージだけして信じてついてきてください。

「モノを押すだけ」なら割と簡単にも思えるのですが、実はけっこう難しいです。
以前別の記事で、「現実世界はノイズだらけ」という話をしました。
例えば床の上でモノを押そうとすると、必ず床との摩擦があります。
外でボールを投げようとすると、空気抵抗や風があります。

「なんとなく」なら別にノイズだらけでも構いません。
しかしここでは「正確に」結果を出して理屈を組み立てたいので、ノイズだらけでは困るわけです。
とにかく、こういう実験をしなきゃいけません。

・ひとつだけの力が、ずっと一定でかかるような実験

まず力が二つも三つもあったらわけがわかりません。
どれの効果でモノが動いているのかわからなくなりますので。
そして力が「ずっと一定」なのもポイント。
一つの力だったとしても、その力が時間ともに大きくなったり小さくなったりすると、やっぱりわけがわかりません。
力とモノの動き、の対応を正確に出すには、なるべく単純な状況にしてあげる必要があります。
別の記事で言った「もしもボックス」です。

では、どういう実験にするかというと

一定の力で引っ張る実験


こんな状況です。教科書にも出てきたりする実験です。
なるべく床との摩擦がないように、車輪付きのモノを横向きに引っ張ります。
残念ながら車輪ごときでは摩擦がゼロとはいえないので、完璧なもしもボックス幻想世界とは言い切れません。
でも、それなりに正確なデータが取れますのでここで妥協します。
力を測定できるように、測りをつけて引っ張ります。
(図で一応「1」という数字を書いています。これが「引っ張る強さ」だと思ってください)
これを人力で、横向きに一定の力で引っ張るのは正直神業です。
モノが動くのに合わせて引っ張る手も動かないといけないので。
昔の偉い人たちはなんとかやっていたのでしょうが、現代ではちゃんと機械を使いましょう。

機械には、測りの示す値を一定にキープしながら、横向きに引っ張っていただきます
一定の力で横に引っ張ったときに、モノがどう動いていくかを記録しましょう。
教科書では「紙に点を連打する」という、なかなかアナログな手法が載っていますが、
現代ではスマホが発達しているので、スマホで写真を連写で撮影して並べるのがいいでしょう。

結果は・・・?

前回用意した「一定の力で引っ張る実験」。
この実験をするとこんな結果になります。

実験結果


時間とともにモノがどう動いているかをイメージで示しました。
引っ張られる方向にどんどん進んでいるのは当たり前なのですが、問題はその進み方です。
最初はあんまり進んでいないようですが、だんだん速くなっているようです。

さて次回、この結果をもうちょっとマジメに分析してみましょう!


はっぴぃ理系らいふ、いぇい
ヽ(・ε・)人(・ε・)ノ キミモナカマニナロウゼ
   
【文責 べじぱみゅ】