真空ポンプを利用した自由落下

対象等

小学生から高校生まで

目的

空気抵抗がなければ、物体はすべて同じ速さで落下することを目で見て確かめる

準備

真空ポンプ、真空ポンプ用ガラス管

実験場所

実験室で演示します

方法
　
　真空ポンプに、自由落下用のガラス管を接続し、減圧するだけです。ガラス管の中には、生徒から見えるように色を塗った、小さな羽や１円玉等を入れておきます。

　最初に空気が入った状態で、１円玉と羽根では圧倒的に１円玉の方が早く落ちることを見せます。続いて真空ポンプを接続し減圧します。減圧の状況はポンプの音で判断していますが、今はもっと良いポンプがあるかもしれません。

　減圧後、一気にガラス管を逆さまにします。当然ほとんど同時に落ちます。教員にとっては当たり前ですが生徒にとっては結構印象が強いようです。何回か同時に落ちることを見せてから、ガラス管のコックをひねり、空気が入る音を聞かせます。

　空気が入ったことを確認させて、再度落下。同時に落ちないことを確認させ実験終了。
　
注意点

　・　中の物体が生徒全体によく見えるように
　・　大気の圧力はひじょうに大きいので、ガラス管にひび割れ等がないことを十分に確認します

結果

　減圧がある程度してあれば、ほとんど問題ありません。

考察応用等

　・　目で見て確認しても、ではなぜ同時に落ちるのかという説明をしようとすると難しいです
　・　私は大きい（重い）物体には、重い分大きい重力が働くという説明をしています
　
備考

真空ポンプは動かす前に機械油があるかどうかの確認が必要です