単振り子の周期クイズ - 問題バンク
単振り子の周期法則について、周期公式の応用や制御変数実験の設計を含めて理解度をテストします。
1. 単振り子の周期 $T$ に影響を与える要因は次のうちどれですか?
- A. 振り子の長さ $L$
- B. おもりの質量 $m$
- C. 初期振れ角 $\theta_0$(小角度範囲内)
- D. おもりの材質
2. 振り子の長さを元の4倍に増やすと、周期は元の何倍になりますか?
3. 地球表面($g = 9.8\ \text{m/s}^2$)で長さ $1.0\ \text{m}$ の単振り子の周期はおよそいくらですか?($\pi \approx 3.14$)
- A. 約 $2.0\ \text{s}$
- B. 約 $1.0\ \text{s}$
- C. 約 $3.14\ \text{s}$
- D. 約 $0.5\ \text{s}$
4. 振り子の周期と長さの関係を調べる際、変数はどのように制御すべきですか?
- A. おもりの質量と初期角度を一定に保ち、長さのみを変える
- B. 長さとおもりの質量を同時に変える
- C. 長さを一定に保ち、おもりの質量のみを変える
- D. すべての変数を同時に変える
5. 単振り子を地球から月(月の重力は地球の約 $\frac{1}{6}$)に持っていくと、周期はどのように変化しますか?
- A. $\sqrt{6}$ 倍(約2.45倍)になる
- B. 6倍になる
- C. $\frac{1}{6}$ になる
- D. 変化なし
6. 単振り子の周期公式が小角度(通常 $< 15°$)でのみ成り立つのはなぜですか?
- A. 小角度でのみ $\sin\theta \approx \theta$ の近似が成り立つから
- B. 大きな角度では糸が切れるから
- C. 大きな角度では空気抵抗が大きすぎるから
- D. 大きな角度ではおもりの質量が変わるから
7. 振り子時計が遅れています。どのように調整すべきですか?
- A. 振り子の長さを短くする
- B. 振り子の長さを長くする
- C. おもりの質量を増やす
- D. おもりの質量を減らす
8. 振り子の周期が $T$ です。周期を $2T$ にするには、長さを元の何倍にすべきですか?
- A. 4倍
- B. 2倍
- C. $\sqrt{2}$ 倍
- D. 8倍
9. この実験で、単振り子を使って地元の重力加速度をどのように測定できますか?
- A. 長さ $L$ と周期 $T$ を測定し、$g = \frac{4\pi^2 L}{T^2}$ を使って計算する
- B. おもりの質量と周期を測定する
- C. 振れ角と周期を測定する
- D. 周期のみを測定する
10. 歴史上、単振り子の等時性を最初に発見したのは誰ですか?
- A. ガリレオ
- B. ニュートン
- C. ホイヘンス
- D. アインシュタイン