短いえんぴつのほうが、軽いから立てやすいんじゃないかな。
でも、長いほうきなら、手のひらの上に立てていられるよ!
ほうきを手のひらの上に立てるのと、えんぴつを指の上に立てるのとでは、どちらがかんたんでしょうか。
長い棒と短い棒では、どちらが立てやすいのだろうか。
じっけん
長さのちがう棒を手のひらに立てて、立てていられる時間を調べましょう。
- まわりに人や、こわれる物がない広い所でやる。
- ほうきの柄の先を手のひらにのせて、穂先を上にして立てる。目は手ではなく、穂先を見る。
- たおれそうな側へ、手をすっと動かして立て直す。何秒立てていられるか、時計で計る。
- 次は 30 cm のものさし、最後にえんぴつで、同じようにやる。短い棒ほど、立てていられる時間はどう変わるだろうか。
- ほうきをさかさま(穂先を手のひら)にして、立てやすさをくらべる。
図手のひらのほうき
図の上で指(マウス)を左右に動かすと、手が動きます。←→キーでも動かせます。
用意する物ほうき(または かさ)30 cm のものさしえんぴつ時計(スマホのストップウォッチ)
かさは、とがった先を人に向けない。たおれた棒が、人や物に当たらないように気をつける。
グラフかたむきが2倍になる時間
ほうきは、重い穂先が上にあるので「棒の先におもり」として計算しました(東大の問題と同じ)。えんぴつ・さおは、どこも同じ太さの棒として計算しました。図の手は、指の位置へ少しおくれてついていきます(そのおくれ方は見せ方の目安)。ほうきの長さ 1.2 m は目安です。動きは本当の速さです。人が気づいて手を動かすまでの時間(約 0.23 秒)は、棒を立てるのが上手な人を調べた研究の数です。
長い棒ほど、たおれ始めがゆっくりなんだね。だから、気づいてから手を動かしても間に合うんだ。
えんぴつは、気づいたときには、もうたおれているのか!
長い棒ほど、たおれ始めがゆっくりなので、手で立て直しやすい。短い棒は、人が気づいて手を動かすより速くたおれる。
家ではできないことも、ここなら試せるぞ。どうなるかな?
ボタンをおすと、上の図が変わります。