03.03.22 　　　　　　国立博物館からの贈り物　　野口幹夫

　ひさしぶりに、国立科学博物館へ行き、開幕したばかりのマヤ文明展を見てきました。昔からの建物の裏に、地下３階地上５階の新館ができていて、マヤ文明展はその内の３つのフロアーをつかっての大きな展覧会でした。マヤ文明のなかで、コパン遺跡が集中的に紹介されていました。この初代の王はヤシュ・クック・モといい、宇宙人のようなゴーグルをつけた異様なスタイルの像が残っています。この王国は１６代の王が継承して、高度な文明を築き、強大なコパン神殿とピラミッドを造りました。

　私は、マヤ文明は１７世紀のスペインの征服をもって消滅したのだと思っていたのですが、このコパン王国に関するかぎり、それより遙か昔の１０世紀頃原因ははっきりしないのですが、自滅して、神殿は放置され、そのままジャングルに覆われて遺跡となったのだそうです。

　　終わってから常設展示場へも寄ってみました。これにはいささか失望しました。外国のこの種のミュージアムに比べると、日本国立の科学に関する展示場というには、規模も小さく、内容もありふれたものでした。しかし、このフロアーで１点、思いがけない実験を見て、すっかりとりこになりました。それ以来頭から離れないのですが、自分ですっきりした答えが出せないので、皆さんの智恵をお借りしたい。

　　それは自由落下に関する古くさい子供向けの実験装置でした。

　　長さ３メートルくらいの傾斜した３組みのレールがあって、一番上が出発点で、そこに野球のボールくらいの木の球が３つ並んでスタートを待っています。スタートのバーを上げると３個のボールは斜めのレールに沿って下り降りるのです。２〜３秒の間に終点につきます。

　　３組のレールに仕掛けがあります。第１のレールAはまっすぐに下がっていきます。図１がその断面図です。

　　第２のレールBは途中に急に傾斜が急になるところがあり、それからちょっと下ったところで、第１のレールと平行に走り、今度は逆に上がって、再び第１にレールと同じ高さになって、終点に達します。図２のような形です。

　　第３のレールCは、もう少し下がったところに、もう１カ所、同じ仕組みがしてあります。ボールは２回下がって上がることを繰り返して終点に着きます。

　　ボールは、３つとも、静かに滑らかに転がっていきます。この実験では、摩擦や、衝撃によるロス、ジャンプなどは考えなくても良いのです。

　　むろん、この３本のレールのスタートは同じ高さにあり、終点もおなじ高さになっています。すなわち経路は違うが、落下の落差は同じです。

　　さてこの装置で、スタートのバーを上げるとボールは同時に転がりはじめます。終点に着くのはどれが早いかが問題です。

皆さんはどう予想されるか。




答えはどれでしょうか

１）        ３つとも同時に到着する。なぜならABCとも経路は違っても、落差は同じであり、位置のエネルギーが運動のエネルギーに変化するのであるから同じ速度を得るから。

２）        Aが早い。同じ速度であっても、移動距離が最も少ないから。したがってA,B,Cの順につく。

３）        C,B,Aの順に到着する。へこみの下りで加速され、元に戻るときは角度がゆるいので、減速は少ないから、トータルとして加速になる。Cはそれが２回繰り返されるから、一番早い。

　高校の物理の問題です。大和久先生の授業を思い出してお考え下さい。

　　私の予想と違っていたので、結果にびっくりし、係の方を探して説明を聞いたのですが、納得できるものではありませんでした。小学生に分かるように、平易に説明する事が大切と考えています。

　　皆さん、いっしょに考えてください。

　　選択された答えと、ご意見をnoguchi@cam.hi-ho.ne.jp に送ってください。