2000年8月26日(土)

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加速度計の測定その6

新型加速度計の作成

 次の実験のために、いろいろ反省しているなかで、加速度センサーを水平に保つためにも、水準器が欲しいなと考えていた。水準器ぐらい自分で作れないかと考えていて、、コンピュータのまわりにころがっているフロッピーディスクのケースに目がいった。


 接着剤で、パクッとひらくケースを全部糊付けしてしまい、中に水を入れる。接着剤は合成ゴム系の透明な接着剤を使ったら、水漏れもせずうまくいった。

 水面が見やすいように、金魚の水槽の消毒に使うメチレンブルーをいれることにした。メチレンブルーは生物実験室でよくつかっているようで、生物の先生からもらった。



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これは、加速度計になるぞ!

 このようにしてできた「水準器」である。ケース全体が傾いても、水面は常に重力方向に対して垂直に保たれている。

 だとすれば、もしもこれをもって電車にのれば、加速している間は、真下に向いていた重力が、加速度による慣性力と重力の合力の方向にずれてしまい、水面もその「ずれた真下方向」に対して垂直になるであろう。水面が斜めになるに違いない。水平方向とのずれを測れば加速度を測れることになる。


 本当に水面が斜めになるのか? 放物線のような曲線にならないのか? 確かめてみることにした。この水槽をもってぐるぐると回転してみることにした。液面は自分の方からは見えないので、左手にビデオカメラをもち、右手でもった水槽の面を撮影しながら、回転いすに座ってぐるぐると回ってみた。よく見ると確かに傾いていて、直線のように見える。でも、向こう側が透けて見えて、大変みにくい。



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新型加速度計の完成!

 そこで、向こう側が透けて見えないように、発泡スチロールの板にきれいな色の紙をはってあるものを貼り付ける。

 そうやってまじまじと見てみると、フロッピーケースの厚さぐらいだと、水の粘性のせいか、毛細管現象みたいなことがあった、横に倒しても水が倒れないであいかわらず天井にへばりついたようになっている。そこで、同じフロッピーディスクのケースでも、3枚入りぐらいのちょっと厚めのケースを使ってみる。ついでだから10枚入りのケースでも作ってみた。

 改良版の水槽加速度計は、カラー板で水漏れ措置のごたごたした接着剤のところもちょっと隠れてしまい、結構見栄えがよい。これを使ってまた椅子の回転の加速度を見てみると、写真のようにきれいに見える。



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新型加速度計最初の実験


 薄型、中型、大型の3つの水槽加速度計の違いをみるべく、今度は荷物を運ぶ台車にのって、校内を動き回ってみることにした。

 このときの加速度はそんなに大きくないので水面が傾いてもせいぜい1度か2度であろう。正面部分に目盛りを書いた透明シートを貼り付けようと思うが、ちょっと精密に書いたほうがよさそうであるる。

 水の表面張力の影響で、両はじの水面が壁面にへばりついている。全体として水面は直線である。最初は、正面の右端に目盛りをつければいいかなと考えていたが、両端はだめのようである。

 大型の水槽は、その点はよさそうに考えていたが、実際に動かしてみると、いろいろな振動のために水面が平面に安定しいていることがない。波打ってしまうのである。これでは実際に自動車にのせては使えないだろう・・・。

 ということで、実際に使えそうなものは、薄型か中型ということになりそうである。

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