ペンデュラム・ウェーヴ(Pendulum Wave)の不思議を探ろう

　ペンデュラム・ウェーヴ（Pendulum Wave）は，長さの違う振り子を順に並べて吊るし，同時に揺らせて様々な動きを楽しむ装置です。動画の装置は，３０秒間で最短の振り子が３１回，次が３０回・・・最長の振り子が２０回振れるように設計してあります。短い振り子は周期が短く長い振り子は周期が長いので，少しずつ揺れる速さに差が出ます。揺らすと，まず蛇や波のようにウネウネと動きます。これがネーミング（振り子の波）の由来です。さらに，バラバラな動きが一瞬串刺し団子のように３本に見えたり，ピタリと２列に整列したりする姿が見えたりします。そして３０秒後には，全ての振り子が元のように１列に整列します。そしてまた，ウネウネから始まる動きが繰り返されます。誰もがその動きに感嘆することでしょう。

　台は，室内物干しを加工して背を低くしてあります。錘はゴルフボール，糸は水糸です。どちらも蛍光タイプなので，ブラックライトを当てると暗闇で幻想的な動きが楽しめます。まず，全てのボールに板を宛てがって静止させます。そして，素早く台を２０°ほどに傾けてから元に戻すことで揺らせ始めます。「斉藤メソッド」という揺らし方です。ただ，振り子の長さを調整しないと，連続的・規則的な動きになりません。そこで，上部のボルトとナットで糸の長さを加減します。さらに，ゴルフボールに取り付けたヒートンをねじ込んだり戻したりして，ミリ単位の微妙な長さ調整を行います。

　５年生で「振り子のきまり」という学習をします。そこで，周期に関係するのは振り子の長さだけで，錘の重さや振れ幅を変えても周期は変わらないと学びます。その発展として見せてあげたい，魅力たっぷりの教材でもあります。

　実際には，振れ幅が変わると微妙に周期が変わります。しかし，それを小学生に知らせる必要はないと考えます。また，中学校で学ぶ振り子の周期の公式も，実は近似式であることを知っておくことは大切かもしれません。 関連実験（あわせて、こちらもどうぞ） 釣り鐘を動かそう 周期を知って，お寺の鐘を小指１本の力で揺らそう！