JPH0749503Y2 - 振り子実験装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、錘を吊り下げた糸の長さを簡易迅速に変更す
ることが出来る単振り子の実験装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 単振り子は、一定の周期で一定の軸又は点の周りを運動
する物体（紐振り子又は実体振り子）が鉛直面内で微小
振動するものをいうが、以下の如く学校の実験装置とし
て用いられている。

単振り子（紐振り子の場合）の周期Ｔは、 （１＝糸の長さ,g＝重力加速度） で表され、錘や振幅に無関係で糸の長さだけで決まる
（等時性）。従って、単振り子の周期Ｔと糸の長さ１を
正確に測定することにより、重力加速度ｇを求める実験
を行う。

単振り子の錘には、重力と糸の張力が働いており、
張力は常に錘の運動方向と垂直に働いているので錘に対
して仕事をしない。従って、振り子の運動においては力
学的エネルギー保存の法則が成り立ち、これを利用して
速度や位置を求める実験を行う。

（以上，は中高生向け理科，物理実験） 糸に錘を吊るし、錘の重さ，糸の長さ，錘の振れ幅
を変え、錘の一往復する時間の違いいを調べる。その結
果から、単振り子の錘が一往復する時間は、錘の重さや
振れ幅に関係がなく、糸の長さだけによって変わること
を確認する実験を行う。

単振り子の振れ軌道の最下点に物を置き、錘の振れ
幅及び重量を変えて、錘を物に衝突させ、物の動く距離
を測定することにより、当該距離が錘の重量，速度によ
って変わることを確認する実験を行う。

（以上，は小学校高学年向き理科実験） 上記した理科，物理実験に於いては、糸の長さ（糸の固
定点から、錘の中心迄の長さ）が、単振り子の実験の条
件として重要な位置を占めるものとなるが、従来提供さ
れている振り子実験装置は、台座に垂設された目盛り板
の上部に、糸を吊り下げる引掛杆を突出させて固定し、
糸の長さの調節は当該引掛杆部で糸の引掛け箇所を変え
る等して行っているものであった。

［考案が解決しようとする課題］ しかし乍ら、上記の従来技術に係る振り子実験装置にお
いては、糸の長さを変更するに際し、一旦引掛杆部にお
ける糸の係合を解いた後、糸の長さを調節し、更に引掛
杆部に糸を係合させるようにしなければならず、この点
大変煩わしく、簡単で素早く糸の長さの変更をすること
が出来ないものであり、又糸の長さを短くした場合に
は、台座上面と糸の下端に取り付けて懸吊させた錘との
間の距離が離れてしまい、前記に記載の理科実験をす
ることが出来ないものとなる不都合があった。

本考案は、上記従来技術の問題点を解消するものであ
り、簡易迅速に糸の長さの変更を行なうことが出来、然
も糸の下端に取り付けて懸吊させた錘の上下左右の位置
に変更を来たすことなく前記の糸の長さの変更が出来、
更に、振り子の回動中心部となる糸の固定点に、糸の長
さを変更した場合においても常に分度器板の中心が位置
する様に構成し、理科，物理の実験に極めて利便性の良
い振り子実験装置を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本考案を概説すると、前記の目的を達成するための振り
子実験装置に関するものであり、台座（１）上に垂設さ
れた目盛り板（２）と、この目盛り板（２）の上部に固
定された吊り下げ固定板（５）と、この吊り下げ固定板
（５）に懸吊されると共に先端に錘（３）が取り付けら
れた糸（４）と、前記目盛り板（２）の前面中央に付設
されたスライドレール（６）と、このスライドレール
（６）に跨座された係合部材（８）を介してスライドレ
ール（６）に沿って垂直方向に上下動自在とされる分度
器板（７）と、この分度器板（７）の中央上部に突設さ
れる糸挿通板（10）と、この糸挿通板（10）に設けられ
前記糸（４）の中間部が挿通される挿通孔又は条溝
（９）と、を有してなることを特徴としている。

［作用］ 本考案は上述の如き構成から成るものであり、分度器板
（７）の裏方には係合部材（８）を設け、台座（１）上
に垂設した目盛り板（２）の前面中央にはスライドレー
ル（６）を付設しており、スライドレール（６）に係合
部材（８）を跨座させて係合することにより、分度器板
（７）はスライドレール（６）上において上下動自在と
なる。

また、分度器板（７）の上部には挿通孔又は条溝（９）
を設けた糸挿通板（10）を突設し、目盛り板（２）の上
部には糸（４）を懸吊する吊り下げ固定板（５）を設け
ていることから、固定板（５）で適宜長さの糸（４）の
上部を固定し、次いで糸挿通板（10）の挿通孔又は条溝
（９）に挿通させて、糸（４）の先端に錘（３）を取り
付けることが出来、糸（４）及び錘（３）は糸挿通板
（10）の挿通孔又は条溝（９）部を中心として振り子運
動をするものとなり、糸挿通板（10）に設けた挿通孔又
は条溝（９）は糸（４）の固定点となり、前記の如く分
度器板（７）はスライドレール（６）上において上下動
自在となることから、分度器板（７）の上下動に伴ない
糸挿通板（10）も上下動するものとなり、任意に糸
（４）の固定点を変動し得るものとなって糸（４）の長
さの調節が自在となる。この場合、分度器板（７）の上
下動によっては糸（４）は外力を受けないので、糸
（４）に吊るした錘（３）の位置は変わることがない。
尚、錘（３）の取り付け部位からＶ字形に二本の糸を張
設して、錘（３）の振れ軌道を安定させることも出来る
が、この場合、糸挿通板（10）に設けた条溝（９）に二
本の糸を挿通させることにより、錘（３）側に近づくに
つれて漸次狭くなるＶ字形の開き巾の変化によっても糸
（４）に外力を付与させることのない構造となる。

また、糸挿通板（10）に糸（４）を挿通させて錘（３）
を取り付けた時に、張った糸（４）が分度器板（７）の
０度線に適合し又糸（４）の固定点が分度器板（７）の
中心に適合する様に、糸挿通板（10）を分度器板（７）
に突設することにより、分度器板（７）の上下動によっ
て糸（４）の固定点が変動する如何なる位置に於いて
も、糸（４）の振れ角度が分度器板（７）により測定し
得るものとなる。

［実施例］ 以下、本考案を一実施例によって具体的に説明する。

第１図及び第２図に示す如く、方形の板材からなる台座
（１）上に縦長台形状の目盛り板（２）を垂設する。目
盛り板（２）の上部には、先端に錘（３）を取り付けた
糸（４）を懸吊する吊り下げ固定板（５）を90度の各度
をもって突設する。吊り下げ固定板（５）は第４図に示
す如く、断面Ｌ字形杆（5a）と押え板（5b）とからな
り、断面Ｌ字形杆（5a）には底面の二箇所に糸挿通孔
（5c）を穿設しており、適宜の長さの糸（４）の両端を
上方より挿通し、その略中央を押え板（5b）で挾持した
後、蝶螺子等で固定するものである。また、目盛り板
（２）の前面における縦中央ラインには、これに沿って
断面コ字形のスライドレール（６）を付設しており、当
該スライドレール（６）の左側には1cm毎に測定可能な
目盛が印刷，テープの接着等の手段で表示している。

分度器板（７）には、180度の半円分度器を用い、中央
を０度線としており、左右両側に90度分の角度目盛が表
示してある。分度器板（７）の裏側縦中央部には、断面
コ字形の係合部材（８）が設けてあり、当該係合部材
（８）の対峙する側板は内方に湾曲形成しており、又第
３図に示す如く、係合部材（８）の両側には振り子運動
による分度器板（７）の振れを防止する角材（11）が固
定してある。尚、係合部材（８）をスライドレール
（６）に跨座させた係合状態が良好である場合には、特
段に振れ防止のための角材（11）は必要としないもので
ある。更に、分度器板（７）の中央上部には、条溝
（９）を設けた糸挿通板（10）を90度角をもって突設し
ている。この場合、条溝（９）の仮想延長ラインは分度
器板（７）の90度ラインの中心部（分度器板（７）の角
度の中心）に水平方向で直交するものとなる。

使用状態について説明すると、第１図乃至第３図に示す
如く、分度器板（７）の裏方に設けた断面コ字形の係合
部材（８）をスライドレール（６）に跨座させて係合
し、分度器板（７）をスライドレール（６）に沿って垂
直方向に上下動自在にしておく。次いで、吊り下げ固定
板（５）の糸挿通孔（5c）に糸（４）をその両端から挿
通させ、更に、吊り下げ固定板（５）の下方に位置する
糸挿通板（10）の条溝（９）に挿通して、当該糸（４）
の両端を合わせてローレット螺子を取り付け、球状の錘
（３）を当該螺子により固定し、台座（１）上に表示し
た直交線の中心の上方に錘（３）の中心が位置する様に
位置合わせをし乍ら、吊り下げ固定板（５）により糸
（４）を固定する。一方、台座（１）と同一の肉厚を有
し、横レール（12）を固定したレール固定板（13）を、
台座（１）に隣接させ、軌道上に最下点に位置する錘
（３）に接する様にして、移動角材（14）を横レール
（12）内に載置しておき、分度器板（７）を上下動して
糸（４）の長さを変え乍ら、錘（３）を様々の振れ幅を
もって移動角材（14）に当て、移動角材（14）の移動距
離を測定する等して、理科，物理の実験に供する。

［考案の効果］ 以上の構成を採用する本考案によれば以下の効果を奏す
る。

分度器板（７）はスライドレール（６）上で上下動自在
となることから、分度器板（７）に突設した糸挿通板
（10）も上下動して糸（４）の固定点の高さがそれに伴
ない変わることにより、錘（３）の上下左右の位置に変
更を来たすことなく、糸（４）の長さを簡易迅速に変更
することが出来るものとなり、更に、糸（４）の長さを
変更した場合においても、振り子の回動中心部となる糸
（４）の固定点に、常に分度器板（７）の中心を位置さ
せることが出来るものとなって錘（３）の振れ角度の測
定が極めて容易となるものであり、単振り子の様々な実
験に用いる際に極めて利便性を有する振り子実験装置を
提供し得るものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の使用状態を示した斜視図、第２図は本
考案の側面図、第３図は分度器板の取り付け構造を示す
断面図、第４図は吊り下げ固定板の構成を示す断面図で
ある。 （１）……台座 （２）……目盛り板 （３）……錘 （４）……糸 （５）……吊り下げ固定板 （６）……スライドレール （７）……分度器板 （８）……係合部材 （９）……挿通孔又は条溝 （10）……糸挿通板 （11）……角材 （12）……レール固定板 （13）……横レール （14）……移動角材

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】台座（１）上に垂設された目盛り板（２）
   と、この目盛り板（２）の上部に固定された吊り下げ固
   定板（５）と、この吊り下げ固定板（５）に懸吊される
   と共に先端に錘（３）が取り付けられた糸（４）と、前
   記目盛り板（２）の前面中央に付設されたスライドレー
   ル（６）と、このスライドレール（６）に跨座された係
   合部材（８）を介してスライドレール（６）に沿って垂
   直方向に上下動自在とされる分度器板（７）と、この分
   度器板（７）の中央上部に突設される糸挿通板（10）
   と、この糸挿通板（10）に設けられ前記糸（４）の中間
   部が挿通される挿通孔又は条溝（９）と、を有してなる
   ことを特徴とする振り子実験装置。