ニュートン力学トランプについて

(公財)日本発明振興協会では、発明普及事業の一環としてニュートン力学トランプを
制作しました。遊びながら力と運動の関係を学ぶのに役立ちます。
一般向けに定価1,000円で提供しています。

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ニュートン力学トランプとは

ニュートンは力と運動の関係を3つの法則と万有引力の法則にまとめあげ、ニュートン力学を創設しました。
ニュートンの第2法則である運動方程式では、力、質量、加速度の関係が次のように定式化されます。
      F=ma (1)式        F:力、m:質量、a:加速度
 力は質量と加速度の積で規定されるもので、たとえば1kgの物体が1秒間に速度が1m増加する
加速度(1/s2)を受ける時には1ニュートン(N)の力が働いていることになります。
 又、物体が力を受けある距離を移動する場合、仕事は次のように規定されます。
      WFS2)式         W:仕事、S:距離
 1Nの力で1m物体が動いた時の仕事量は1ジュール(J)とされます。仕事をする能力がエネルギーで、同じ
くジュールであらわされます。仕事というと職業の事と思う一方、エネルギーという言葉は世の中で広く使わ
れているので、本トランプでは、仕事とエネルギーを合わせてエネルギーと総称します。(本トランプでは(2
式を以後エネルギーの式と称す。)
 それぞれの単位は、力はN、質量はkg、エネルギーはJ、加速度はm/s2です。加速度は長さの単位を時間の
単位で2回わったものですので、長さの単位メートルmから派生した単位ともとらえられます。
そこで、本トランプでは、力をスペード、エネルギーをハート、質量をクラブ、長さをダイヤに分類する
ことで4つのスーツを構成しトランプとしています。エネルギーも1秒当り仕事量、仕事率はワット、Wと定
義されるように、別の単位がありますので、本トランプでは単位NJkg、mを含む物理現象を4つのスー
ツに取り上げています。
 カードの順位づけには、量を表わす接頭語を利用して、1を中心に大きい方と小さい方を7段階にわけ、それ
ぞれの量におおよそ対応する物理現象を数字面に図示しています。カードは13枚ずつですので普通のトランプ

として遊べますが(1)(2)式を使うオリジナルの遊び方もあり、ニュートンの運動方程式と仕事、エネルギ
ーについて遊びながら理解して下さい。


お問い合わせ先    公益財団法人日本発明振興協会
           
当協会サイエンストランプ担当(伊藤)
           
  電話 03(3464)6991


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