■ロンパリ(その9)

フーコーの振り子はパリのパンテオンのドームから吊り下げられた長さ67m,重さ28kgの振り子であった.

アニメ「アルプスの少女ハイジ」のオープニングで,ハイジが漕いでいるブランコの長さは?

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[1]単振動を仮定した場合

 単振り子の周期Tは

  T=2π√(l/g)〜2√l

で与えられる.

 l=25cm→T=1秒

 l=1m→T=2秒

になる.

 ハイジのブランコでは,T=12秒なので,

  l=T^2g/4π^2=36m

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【1】フーコーの振り子

 物理の教科書に載っているフーコーの振り子(1851年)とは長い振り子の端に重りをつけて振らせたもので,地球の自転の証明に用いられた.地球の自転によって振動面が北(南)半球では右(左)回りにつ回転するように少しずつずれていく.

 フーコーの振り子はパリのパンテオンのドームから吊り下げられた長さ67m,重さ28kgの振り子であった.

  T=2π√(l/g)〜2√l

 T=16.4秒

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[2]単振動を仮定できない場合

 ハイジのブランコは70°くらい振れるいるので,単振動の振幅が小さいという仮定を逸脱している.

 そこで,楕円積分Kを用いると

  T=4K√(l/g)

  θ=70°=7π/18,k=sinθ=0.57→K=1.73〜√3

 ハイジのブランコでは,T=12秒なので,

  l=T^2g/16K^2=29m

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[結論] ハイジのブランコの長さは,約30mである.

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