A Ball That Rotates on a Turntable / Mr. Denjiro’s Happy Energy!
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- เผยแพร่เมื่อ 30 มี.ค. 2023
- DENJIRO: Today, I’m going to show you an interesting phenomenon using this turntable here. First, I’m going to place a ball on the spinning turntable. Watch what happens. It rolled off. Now, let me try once again.
GIRL: It’s not falling off anymore.
DENJIRO: Did you notice? I made sure the ball was spinning before letting go so that it wouldn’t fall off. If the ball is spinning at the same speed as the turntable, then the ball will keep rolling in place even if I let go of my hand. It’s basically the same as someone running on a treadmill. Now, what will happen if I push the ball outward as it spins on the turntable?
GIRL: Won’t it fall off?
DENJIRO: Let me try.
GIRL: It’s moving in a strange way.
DENJIRO: It’s moving in circles. The ball doesn’t move in a straight line when I push it because of friction. So, how exactly is friction working here? Let me explain using a spring and a ball. The spring has been attached to a board, and the ball is attached to the spring. If I stretch the spring and let go, the ball gets pulled by the spring. Watch what happens if I pull the ball and roll it in a direction perpendicular to the spring.
The direction of the ball changes due to the force of the spring, and the ball moves in a circle. When I pushed the ball on the turntable, the friction between the ball and the turntable created a force that was perpendicular to the direction the ball was moving in. It then moved in circles, just like with the ball that is attached to the spring.
I hope energy will bring you all happiness. Our magic word is "Happy Energy!” - บันเทิง
子供向けの物理実験の内容、昔と比べて高度になった気がする。
昔は言わば、基本編ばかりといった印象だったのが、このチャンネルでは応用編も見せてくれる。
クイズにされないから淡々と見ていられる
玉はずっと同じ回転を続けようとするけど、移動すると玉のいる地点で円盤の回転の"速さ"と"向き"が変わるからその差の分だけ摩擦が生まれる。この摩擦の向きは正確にはベクトルの計算をしないとだけど、大雑把に言えば横にずれると"速さ"が異なるから前後方向の摩擦力を受けて前後にずれると回転の"向き"が変わるから横方向の摩擦力を受ける。場所によってこの割合が変わって、ばねと同じようにある地点を中心とするような力を受けている。
バネの場合は力の向きが納得できるが、やはり回転台での摩擦の向きは、まだ腑に落ちない。
見て楽しいって大人になっても大事ですよね
解説がかなり分かりづらいと思ったので、勝手に解説しておきますね。
まず実験開始時と同様に、回転台の中心からズレた位置で、その位置に留まるように転がっている状態でスタートします
図ーーーーーーーー
⤵
🎱 ◎
↓
ーーーーーーーーー
この状態で、中心から外側に向けてボールを押し出すと、
回転台の半径が大きくなるため、ボールの回転数では板の回転する速度に追いつけないので、ボールは回転台の回転に流されるように移動します
図ーーーーーーーー
🎱 ⤵
↓ ◎
ーーーーーーーーー
ところが、ボールは自分の回転の向きを維持しようとするので、回転台上で流された結果、ボールの回転方向は、回転台の内側へ転がる向きになります
図ーーーーーーーー
🎱
↓ ⤵
◎
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そのため、ボールは中心へと近づいていきますが、遠心力に逆らうように移動するため、ボールの回転数は落ち、同時に回転台との摩擦によって、回転方向が斜め左方向にズレていきます
図ーーーーーーーー
🎱 ⤵
↙ ◎
ーーーーーーーーー
そして、内側へと入ってきた結果、回転半径が小さくなり、今度は回転台よりもボールの方が早く転がる回転数になっているので、
ボールは回転台の回転に逆らうように移動して、最初の位置に戻ります
図ーーーーーーーー
⤵
🎱 ◎
↙
ーーーーーーーーー
その後は、回転方向が斜めにズレているため、外側へと転がり、流されて、中心へと向かい、回転台を追い越して、元の位置に戻る
を繰り返すため、円運動するようになるんですね
そもそも、回転台上でボールが安定してその場に留まっているのも、全く同じ要領で、円運動が非常に小さい状態だからですね。
コメント欄なのに図付きでわかりやすい！自分もこの理解でした。摩擦が進行方向と直角とかは分かりませんでした。
見た人を1人残らず絶対に理解させるつもりで書いてるな…
分かりやすすぎじゃないか…素晴らしい
この番組めちゃよい👀
向心力をバネの弾性力で説明してるの面白い🤣
直感とは違う現実を理論立てて理解応用できるようになれることが、科学を勉強する利点。
この世の発展はそういう不思議さ(分かってしまえば当然なのだが最初はそれはわからない)によって、成り立っている。
やっぱでんじろう先生すげーわ
大学入試で出そうという人もいるけど、高校物理のいわゆる質点（と動かない剛体）の力学の範囲では扱えない題材なので出題しづらいんじゃないかなと思います
逆に高校物理だと分からないけど大学行くとこういうことが分かるようになるよっていうモチベーションづくりには最適な題材ですね
高校で教えようというならまだしも大学入試で出そうはあまりにも雑すぎる
これは高校範囲では説明し切れない現象なんですね
浪人生なのに原理が分からなくて焦りました
角運動量の保存とかが関わってそうだ…
大学は化学専攻だったけどこの現象はさっぱり分からんから高校生は安心して笑
教科書の隅にあるコラムにほしい
そのうち、大学入試共通テストや二次試験の物理で出題されそうな実験内容
回転台での球の円運動や単振動とか、めちゃくちゃ出題しやすそうｗ
正直言うと、転がる球が入試に出てくるかどうかは怪しい気はする。面白そうだけど。
この番組、全国放送してほしい。
何よりもネタ切れしないのが凄い
科学に終わりはないってか😏
@@user-md7yg9cg6r え、あ、はい
@お茶パックは8回使うタイプ え、あ、はい
@お茶パックは8回使うタイプ え、あ、はい？
@お茶パックは8回使うタイプ
え、あ、はい
って別に反抗してる訳じゃないんだよなぁ
はいって言ってるしw
授業で習ったときは?って思ってたけど、こうやって実例で見るとなるほどな、って理解できる
不思議な動きだよなー！
これは知らなかった！なるほど面白い。
開幕からめっちゃ楽しそうなでんじろうで草
なるほど🤔よく分からないけど不思議😮
いつもより多く回っております。
おめでとうございます～！
(x1,y1)→(x2,y2)に玉が移動
球の速度はω(y1,-x1)
移動先の足場の速度は-ω(y2,-x2)
摩擦の方向は(y2-y1,-(x2-x1))
移動方向と直行する方向に摩擦力が働くので、なんか円になりそう
3行目 (´-ω-｀)こいつがかくれんぼしてるみたいにみえる
毎回面白い
面白かったです
めっちゃ面白いな
突っついたら回りだすのは、回転台の内側と外側で速度差がある+ビリヤード玉の回転方向がほぼ一定 だからじゃないのか…
ちょっとそこ分からなかった…
なるほど地球の周りを月が回ってるのと同じ原理なのですね
傘の上で枡回すのも同じ?
染之助染太郎の傘って、この原理なのかな？
この動画からそれ連想できるのも凄いしあの人達の名前覚えてるのも凄い
あれはおめでたいからだよ
いや最初のいっぱいボール置いてるやつは！
あれが気になってたのに。
分かったような分からないような💦
回転台の外側は内側よりも回転するスピードが早い。
⬇
内側で安定しているボールを外側へ弾くとボールと回転台に速度の差ができる。
⬇
慣性の法則でボールはもとの内側に戻ろうとする。(この時に摩擦が生まれる？)
⬇
元の位置に戻るが、外に弾いた時の運動エネルギーが残るので勢いが余りより内側へ
⬇
より内側にいくと速度がボールより遅くなるのでボールはまたもとの位置に戻ろうとする(摩擦が生まれる？)
⬇
以下それの繰り返し
だと思うけど…違うのかな❓
小さい頃でんじろう先生ってマジシャンだと思ってた😂
え？現実世界じゃこんな動きせんやろ？
ちょいちょい先生は非科学的なCG挟んでくるから困るわぁ()
妙に歳食った声の女の子好き
1:11
外から中に向かって押すとどうなりますか？
反対側まで転がった後で円運動になる…？
タイトルが直球で好き
花丸あげたいこのコメよ
超面白い!やってみたい!けど回転台がない!
テーブルの角速度と球の速度（回転軸を保持）で作図すると円を描きます。
外側に行くと円盤のスピードが上がる。球の回転よりはやくなるので球が後ろに動く。
そうすると球の回転軸が円盤の回転より内側に向くので飛び出ない的な？
まさしく、傘回し の曲芸 「海老一染之助・染太郎より」
世代的にはおめでとうございます🎉って言いたくなるw
正月は再生速度1.25倍にしなきゃ…
知らなかったことがいっぱい出てきて面白い(*^^)v
台風の発生とか貿易風・偏西風の説明とかにも使えるのかな？？
へぇぇおもしろーいね！
面白い！だけど解説が全然理解できない！
同じくwwww
進行方向と直角に摩擦力が発生する理由がね
キャスターボードの説明もそうだったけど、分かりやすくしようとするあまり全く説明できてない...
これって見た人たちに自ら調べてもらうために所々なんで？となる部分があるんじゃないでしょうか？
映像では、進行方向(黄色)と直角にって言ってますけど、
実際は他にも玉を転がす摩擦力(黄色矢印と反対)と、指で押されるのに反発する摩擦力(赤矢印)の2つがはたらいてて、
映像で言う赤矢印が向心力(円運動を生み出す力)になってる
って考えると少しわかりやすいかもしれないですね
あの図にかかる力と進行方向の矢印が後1対隠れてる感じで
なんか、太陽の周りを回る地球を連想した。
ハムスターが上乗って走る円盤のやつでハムスターがこの動きしてるな
なるほど、わからん
なるほどね…？
外に向かう遠心力と球の転がる速度、内側に戻ろうとする力、全てが均衡になった場合、球は飛び出さないって事だよね？
バイクのハングオンと同じ感じかな？
直感に反した面白い実験。
遠心力が働くと思ったから回転台から落ちないことにまず驚いた。
つつくと円運動するのはまったく予想できなかった。
これが黄金の回転か。なるほど完全に理解したわ()
染之助染太郎の芸の秘密
零式ドロップショットをここに打ち込んでみたい
そのうち無限の回転エネルギーを生み出して次元超えそう
へー
って動画みながらいってしまったわ笑笑
01:26指で押されて、盤の外に向かった球が、盤の回転に引っ張られて、盤の回転と同じ方向に向きを変えて移動する。
ここまでは想像できるけど、この後球が盤の中央方向に戻って来る動きはイメージしにくいな。
盤の中央側の方が回転の速度が遅いから中央に移動する？
それならば盤の中央に移動した球は何故再び盤の外側に戻って行くのか？
分かった！ジャイロ効果だ。球が元々立っていた場所から横方向に指で押されて転倒、その転倒からジャイロ効果で立ち上がろうとして右に左に揺れているんだな。
中央よりも速く回転しているので外側に行きます
摩擦と表現しているけど、
「球の進行方向」と「回転盤が加える力の方向」のふたつの比率を比較すると
バネの時と同じように内側に力が引っ張られるような動きを見せるよ。
動画で指で押す場面をみると自転軸を垂直に押しているので、転倒はしてなさそうなきがします。一方で、回転中の自転軸は横に振れているように見えますね。気のせいかもしれないですが…
いつもより多く回しております！
あれ？もっといっぱい玉使うのかとおもったのに
この中心へと向かう力は、コリオリ力とはまた別ですか？
ベクトルの問題みたい
円盤の上で何週回ったら外へ飛び出す、みたいな周期が決まってたら面白い
でんじろう「では次は皆さんの頭を回してみましょう」
コリオリかな？高圧帯から低圧帯に流れる風が地球の回転による摩擦で向きを曲げて偏西風になるやつみたいな
コリオリは摩擦じゃ無くて見かけの力だから全然違うよ
コーヒーカップに乗ってる人はまっすぐ飛ぶボールが曲がって飛ぶように見える。この実は存在しない曲げる力をコリオリっていうんだよ
@@adeliaep3551
回転台上での円運動についてじゃない？
高校物理で運動方程式を解いて求めることができるのかな？
難しい～
はやくでんじろう先生を助けてあげましょう
実はでんじろう先生が黄金の回転エネルギーで回してるだけなんだよね……
0:33 それにしか見えない
標準模型に組み込んだらブラックホールの解明が進む
半クラッチ思い出した
太神楽の傘回しで毬が落ちてこないのはそういうことか
(たぶん違うw)
よかった、わからないのわいだけじゃない😇
これ、回転するときのジャイロ効果もあるだろうから結構むつかしいぞ。
いつもより多く回しております。にしないと。
ルームランナーで回転させる動画の原理これか
回転してる玉が横から押されて荒ぶってるのうける
たのしそうw
原理分からないって言ってる人、それでいいんよ。でんじろう先生は魔法使えるんよ。それで落ちないように調節してるんね。
これって原理的にはコリオリと同じか？ 慣性系(回転台の上)から見れば、玉は進行方向右向きに力を受け続けて円運動をしている
多分重力と同じような理屈でいいのかな？
Mr.Denjiro is DJ.
オモロ！
電気エネルギーではなく運動エネルギー回
共通テストとかに出てきそうな
ヤバい、初めて理解できない動画きた…
ミクロの説明自体は分かるが、連続性を持った時に摩擦が中心を持つ円運動になる理由がわからん…
面白い
コリオリの力ってこれの事？
ちょ！最初の玉の集合も説明してよ！！！
染之助染太郎を思い出した。
そもそも、回転する円盤の上で回転する玉が静止するのはなぜ…とおもったが、静止摩擦力が働いているからか。
あるいは、ごく小さな回転運動の状態で安定しているということか。
この実験の真ん中に引っ張られる力がバネや摩擦ではなく引力に変わったら、惑星や衛星の公転運動になるということなのか🤔
ある程度それ
黄金の回転
0:31
ここ完全にジャイロツェペリ
😲‼️
つまり色々引っ張られるのね！（中学生物理脳）
開幕の、玉七個での実験は
本編じゃ再現しなかったかー(*´▽｀*)
これはバネの例と等価な運動なんでしょうか？
回転体が楕円を描いたりはしないんですかね
式を導出できる程頭が良くないのがもどかしいです…
キャンバースラストかと思ったら違うみたい。
抵抗？ うーん。 ごめんなさい、全く分かりません。(T_T)
ジャイロ効果じゃなかったんだ
僕はジャイロ効果だと思うよ。実際ボールの回転軸変わってるし。ジャイロモーメントが発生しているのは確かだよ。
MTのクラッチのイメージじゃない？
これをちゃんと理解するには高校物理以上の知識ないとキツない？コメ欄を見ながらなんとなくでしか理解できんわ
力学の円運動までの知識があると理解できると思います
なるほど！！千空たちが言ってたのは、こーゆー原理だからか！
だから人工衛星は地球に落ちてこないし、宇宙ステーションは無重力的な感じなのかなw
構図自体は似てるけど、その場合は遠心力と重力のつり合いによるものだからちょっと違うかも
ゴイスー
何気に難しい事をさらっと説明したなｗ