放物線

焦点に向かうクッションボール(No.113)

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焦点に向かうクッションボール 焦点に向かうクッションボール

実験監修:名古屋市科学館学芸員 佐伯平二 
※監修者の役職は掲載当時のものです。
企画制作: 日本ガイシ株式会社

実験の説明

どうしてなのかな

No.99では、だ円の壁にぶつかるクッションボールで遊びましたね。今月は放物線の壁です。放物線の軸に平行にころがしたビー玉は、放物線の壁にぶつかってはね返ると必ず焦点に向かってころがります。ちょっと不思議ですね。工作をして実際に確かめてみましょう(実験A)。

そうかなるほど

放物線はその名前のとおり、物を投げたときにえがかれる曲線で、斜め上に向けて放水すると、水は放物線をえがいて飛んでいきます。この放物線もNo.99で紹介した円すい曲線(二次曲線)で、円すいを母線(円すいの頂点と円周点を結ぶ直線)に平行な面で切断したときの切り口の形です。また、放物線は点Fと直線dからの距離が同じになる点をえがく図形でもあり、Fを焦点、Fを通ってdに垂直な直線を放物線の軸といいます。放物線の形をした鏡は、この軸に平行に入ってきた光を焦点に集め、逆に、焦点から出た光を軸に平行な方向に反射します。このことを応用したのがパラボラ(=放物線)アンテナです。身近なところにも放物線はいろいろあります。たとえば中華なべ。正確ではありませんが、放物線に近い形をしています。中華なべで鏡をつくって太陽光を集め、焦点付近の温度を計ってみましょう(実験B)。まわりよりも温度が高くなっていることがわかります。

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