小学校の理科にひとこと(振り子の問題)

前回の投稿に引き続き、過去別の個人的なところに投稿していたものです。
高校生のころ、サイクロイド振り子を実際に作って等時性を確認していました。
あと、サイクロイド振り子の軌道がサイクロイドになる事の確認も、これは紙とペンでしていました。

---振り子---

糸の先端におもりを付けて振る。
振り子の周期を変えるには、次のどれを変えればよいか？

(1)おもりの質量
(2)振り子の振れ幅
(3)糸の長さ

義務教育の理科では、
(1)(2)では変わらず、(3)で変わると習うはずである。
(違ったらすみません。)

ところが、高校数学と力学を使って考えていくと、
(2)でも変わる事が分かる。

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つまり、学校は「振り子の周期は振れ幅では変わらない」
というウソを教えていたというのか？
残念ながらその通りではあるが、教えて良いのは、
「振れ幅が小さい時、単振り子の周期は振れ幅ではほとんど変わらない」
というのが高校数学から分かるからである。(ほとんどというのがどの位かは調べればすぐ出るので省略。)

理科の通りに教えても一応は問題ないのである。

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サイクロイド振り子（ホイヘンス振り子、等時振り子とも）であれば、力学の範囲で厳密に変わらない事が示される。割と簡単に作る事も出来る。