「 リサージュ図形
」を描く装置の工夫
装置本体
筆の取り付け部分
本装置で描かれた図形
描画スタートする位置と描画時間によってさまざまな図形が描き出される。
科学イベントでは子供達にもわかりやすいように「振り子の足跡」とした。
リサージュ図形について
1855年、フランスの科学者 J.A.Lissajousが考案したものである。
前後左右に起こる単振動が合成されて、複雑に変化する図形が描き出される。
以前には光線を使って印画紙に焼き付けたり、砂などを使ったりしていたが、今回は子供達が参加する科学イベント用として小学生でもよく理解ができ簡単に描くことができる装置を工夫してみた。
パソコンに式を入力してプリントすれば一番簡単であるが、図形が描かれる途中の経過が見えないのでブラックボックスから結果だけが見えてくることになる。
そこで子供達が五感を使い実感しながら図形を描くことに主眼をおいて装置を工夫した。
描画については、クレヨン、ボールペン、サインペン、色鉛筆などいろいろ使って上下動自在の仕組みにもしてみたがいずれも摩擦抵抗が大きく、筆が最もよいことに気づいた。
写真は、毛筆筆ペンを使って書いたものである。
・主な構造 イレクターパイプで枠を組み、前後、左右二組の振り子が振動できるようにしたものである。
オモリは缶に鉛 1.5kgを詰め込んである。
用紙台は、曲率半径 r 880mmのカーブを作るように設定してある。
実験装置の周期比率は、約5:6になるように設計している。
左右方向の振動数 42 回/分 周期 1.428秒
前後方向の振動数 34.5回/分 周期 1.739秒