By   2011年8月11日

1.質量原器

1.質量原器

WEB物理 力学 授業プリント 質量原器 重力質量と力の重力単位-1
WEB物理 力学 授業プリント 質量原器 重力質量と力の重力単位-2
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質量の展開

質量の展開は、力学でだれしも一番苦労するところではないでしょうか。質量概念を逃げる展開の多くは、結局はただの計算物理になってしまう可能性が大きいです。WEB物理では、質量概念の感触をつかまえることを、まず目標にしています。そのために、無重量状態の映像や実験を使って質量を展開していきます。その展開方法を、以下に順を追って説明します。

(1)物体の重さと場所

ものの重さは,場所によって変化する
§4.自由落下、§5.投げ下げでは、生徒実験をし、落下の加速度を実測しました。それを受けて、今度は落下の加速度の値が場所によって変わることの話をします(データはほとんどの教科書にも掲載されています)。
プリントでは、フィンランドとメキシコシティでの落下の加速度の違いが金の重さの違いをもたらす話題を取り上げています。
ここで生徒に気がついてもらいたいことは、重さが場所によって変化するため、重さを基準に、もの(例えば金)の取引をすると、不正確になると言うことです。

(2)質量原器
質量原器の誤差が問題になり、廃止されました。1kgは厳密に定義をされました、実務的には、いままでとかわらず質量原器に相当するものを今度は標準体と呼び、はかりの校正が行われます。わかりやすさを考え、標準体を旧質量原器と呼んで説明していきます。金の原子を人間が数えられる能力があれば良いのですが、それができません。そこで、原子の数はわからないものの、まず基準物体(旧質量原器)を1kgの質量と決めてしまいます。そして未知の測定したい物体の物体の質量は、旧質量原器との重さの比を通して推定します。重さが2倍だと、質量も2倍ある、とみなします(重力質量)。この話を具体的に示すため、§7ではかりを作っていく演示実験をとりあげています。

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