授業探訪　物理科学基礎

物理科学基礎

理数情報講座 辻岡 強 教授

　「学生たちで賑やかな講義前の教室。理数情報講座?辻岡強教授が慣れた様子で授業の準備を整えます。脚立の上に電磁石で細工されたT字の吊り下げ器具、羽とマグネットが入った真空デシケータにポンプ、それから小さい猿のぬいぐるみを脇に添えました。「前回は重力のもとでの運動についてでした。今日は、この典型的な応用問題、モンキーハンティングについて…」教室の空気はにわかに引き締まり講義がはじまりました。

　「猿が木にぶら下がっている。猟師が猿を狙っている。銃の引き金を引くと同時に猿が危険を察知して手を放し下に落ち始める。さあ、弾は当たるか当たらないか？弾は銃から離れた瞬間に重力がかかり軌道がずれていく。同時に手を離した猿と発射された弾の相対的な墜落距離は同じになり、最終的に弾は猿に当たるという課題です。これが物理的にどのような数式で表されるか、まず座標系をとって…」。軽快にチョークの音が響き黒板が数式で埋まっていきます。「猿の最初の高さはH、そこから時間TLだけ経過した…TLに先に求めた数値を入れると…。さあ、これとこれは一緒。これで弾が命中するということが言える。では実際に実験してみよう。手伝ってくれる人！」

　黒板の数式を見つめていた学生たちの真剣な表情が再び和らぎ実験に移ります。代表の学生が狙う先のお猿のぬいぐるみにうまく当たると拍手。外れると落胆の声が漏れました。「当たらないのはズレができる要因があるせい。前回スポンジボールとゴルフボールを落とす実験をしました。落下時間に差ができる要因は空気の存在からくる摩擦力。現実の世界では摩擦が一番大きい」。この後、斜面を滑り落ちる場合の物体に作用する力などを運動方程式で説明したり、アポロ15号が月で行った真空中の落下実験を真空デシケータ内で演示するなど授業が展開していきました。