ふりこ実験シミュレーター
糸の長さ・おもりの重さ・ふれはばを変えて、ふりこが1往復する時間がどう変わるか実験できます。1往復の時間を変えるのは、3つのうちどれでしょう？
実験の条件
比べるときは、変える条件を1つだけにするのがコツ。
ストップウォッチ
10往復の時間をはかって10でわると、1往復の時間が正確にわかります。
実験の記録
| 糸の長さ | おもりの重さ | ふれはば | 10往復の時間 | 1往復の時間 |
|---|
まだ記録がありません。「10往復の時間をはかる」で計測すると、ここに結果がたまっていきます。
比べる実験のヒント
- 長さだけを変えて比べてみよう（例: 25cm → 100cm。重さとふれはばはそのまま）
- 重さだけを変えて比べてみよう（例: 10g → 100g。時間は変わるかな？）
- ふれはばだけを変えて比べてみよう（例: 10° → 45°）
- 長さを4倍（25cm → 100cm）にすると、1往復の時間は何倍になるか調べてみよう
ふりこクイズ
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Q1. ふりこが1往復する時間を変えられるのは、どれ？
正解は「糸の長さ」。1往復の時間を変えられるのは糸の長さだけで、重さやふれはばを変えても時間はほとんど変わりません。
Q2. 糸を長くすると、1往復の時間はどうなる？
正解は「長くなる」。糸が長いほど1往復はゆっくりになります。長さを4倍（25cm→100cm）にすると、時間はちょうど2倍になります。
Q3. おもりの重さを2倍にすると、1往復の時間は？
正解は「ほとんど変わらない」。重さを2倍にしても10倍にしても、1往復の時間は変わりません。10gと100gで実験して比べてみましょう。
ふりこ実験シミュレーターとは？
糸におもりをつるして左右にふらせたものが「ふりこ」です。 このシミュレーターは、ふりこの動きを物理の計算式どおりに再現していて、 小学5年理科の実験と同じように「10往復の時間をはかって10でわる」方法で1往復の時間を調べられます。 条件を変えて何度も実験し、記録表で結果を見比べれば、ふりこにかくれた「きまり」が見えてきます。
実験のすすめ方
- スライダーで「糸の長さ・おもりの重さ・ふれはば」を決めます。
- 「10往復の時間をはかる」を押します。ふりこが真ん中（一番低いところ）を通った瞬間に計測が始まります。
- 10往復すると自動で止まり、結果が記録表に追加されます。
- 条件を1つだけ変えて、もう一度はかります。2つ以上いっぺんに変えると、どの条件のせいで時間が変わったのか分からなくなるからです。
- 記録表を見比べて、1往復の時間を変える条件はどれか考えましょう。
ふりこのきまり
実験すると、ふりこが1往復する時間は糸の長さだけで決まることが分かります。 糸が長いほど1往復はゆっくりになり、短いほど速くなります。 一方、おもりの重さを10倍にしても、ふれはばを変えても、1往復の時間はほとんど変わりません。
よく観察すると、ふれはばを45°まで大きくしたとき、1往復の時間がほんの少しだけ（4%ほど）長くなることに気づくかもしれません。 これは本物のふりこでも起こる現象で、まちがいではありません。 小学校の実験ではとても小さなずれなので、「ふれはばでは変わらない」とまとめます。
ガリレオとふりこの話
今から400年以上前、イタリアの科学者ガリレオ・ガリレイは、教会の天井からつるされたランプがゆれるのを見て、 「ゆれが大きくても小さくても、1往復の時間は同じではないか」と気づいたと伝えられています。 まだストップウォッチがない時代だったので、ガリレオは自分の脈拍（手首ではかる心臓のリズム）を使って時間をはかったそうです。 この性質は「ふりこの等時性」と呼ばれ、のちに正確な時計（ふりこ時計）が生まれるきっかけになりました。
よくある質問
- 授業や自由研究で使ってもいいですか？
- はい、ご自由にお使いください。学校の授業、塾、家庭学習、自由研究などでの利用を歓迎します。インストール不要で、ブラウザだけで動きます。実物の実験の前の予想づくりや、実験後の確かめにもおすすめです。
- なぜおもりの重さを変えても、1往復の時間が変わらないのですか？
- 重いおもりほど地球に引っぱられる力（重力）は大きくなりますが、重いものほど動かすのに大きな力が必要です。この2つの効果がちょうど打ち消し合うので、おもりが重くても軽くても、ふれる速さの変化はまったく同じになります。重いボールと軽いボールを同時に落とすとほぼ同時に着地するのと、同じ理由です。
- 本物の実験と結果が違うときは？
- このシミュレーターには空気抵抗や糸のまさつがないので、理論どおりの値が出ます。本物の実験では、空気抵抗・支点のまさつ・ストップウォッチを押すタイミングのずれなどで、結果が少しずれます。だからこそ理科の実験では、1往復ではなく10往復の時間をはかって10でわり、さらに何回かはかって平均をとります。ずれの原因を考えること自体が、よい自由研究のテーマになります。