ガウス加速器における仕事とエネルギーの測定

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  • ガウス カソクキ ニ オケル シゴト ト エネルギー ノ ソクテイ

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抄録

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「ガウス加速器」は、鉄球（入射球）とネオジウム磁石球との衝突により、磁石に付けた他の鉄球（射出球）が勢いよく発射される興味深い理科実験である。本研究では、ガウス加速器の衝突前後における全ての仕事とエネルギーを精密に測定して、この現象におけるエネルギー保存則と鉄球の加速機構について調べた。その結果、鉄球の摩擦および回転のエネルギーは小さく、非弾性衝突で消費されるエネルギーが射出球の運動エネルギーの20～25％程度の大きな値を示すことが分かった。また、磁石に鉄球を3個付けたときに射出球の速さが最大となり、その運動エネルギーは本系の衝突前・後における磁気的ポテンシャルエネルギーの減少分の約81％となった。また、磁石に付ける鉄球の個数を増加させると複数の鉄球が飛び出すことによる運動エネルギーの分散が起こることが分かった。

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