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球はだんだん速くなっている?

坂での1回の実験から3つのセンサーの値を読み、同じ長さの2区間にかかる時間を比べよう。

  • 運動学
  • 20 min
  • 中等教育前期、12–15歳
  • 日本語
  • 物理学

教員アカウントでログインして授業セッションを準備します。生徒はクラスコードで参加します。

レールに沿った距離の図。センサーは6、16、26、36、46、56 cmに等間隔で並ぶ。選んだ16–36 cmと36–56 cmの区間は、どちらも20 cm。矢印は距離の数が増える方向に球が進むことを示す。
運動学 · ラボの詳細

学習目標

  • 出発からセンサーまでの経過時間と、2つのセンサー間の移動時間を区別する。

  • 2つの経過時間の差から、区間の移動時間を求める。

  • 等しい距離の移動時間から、球の平均の速さを比べる。

生徒用アクティビティのプレビュー

アクティビティの内容

プレビューのみです。 授業セッションでは、生徒が回答を入力し、教員に提出できます。

1

1 · 長さが等しい2区間

4 min

球が坂を転がり下ります。速すぎて、目では速さの変化を判断しにくいかもしれません。センサーが役立ちます。それぞれが球の到着時刻を記録します。

球は、進んだ先のほうで20 cmをより短い時間で移動するでしょうか?

遠隔実験室で20°の坂を選び、実際の実験の録画を見ます。16から36 cmの区間と、36から56 cmの区間を比べます。どちらも長さは20 cmです。

比べる2つの区間

レールに沿った距離の図。センサーは6、16、26、36、46、56 cmに等間隔で並ぶ。選んだ16–36 cmと36–56 cmの区間は、どちらも20 cm。矢印は距離の数が増える方向に球が進むことを示す。

図はレールに沿った距離を、まっすぐに並べて示しています。大きな丸は必要な3つの測定位置、小さな丸はほかのセンサーです。

予想を相手に話そう。後の区間にかかる時間は、短い、長い、それともほぼ同じでしょうか?値を見るまでは、最初の考えを残しておこう。

2

2 · 3つの値を集めよう

8 min

実験室のt (ms)の行は経過時間を示します。出発から各センサーまで数えた時間です。時計はセンサーごとに再スタートしません。1ミリ秒(ms)は1秒の千分の一です。読み取った値はすべてmsのまま使います。

斜面の実験室を開く

  1. この活動から実験室を開きます。角度の欄に20を入力し、Tabキーを押します。開始前に20°と表示されたことを確認します。

  2. 実験を開始を選びます。坂が所定の位置へ動き、球がセンサーを通過する様子を見ます。

  3. 落下結果を待ちます。結果の角度が20°であることを確認します。

  4. d (cm)の行で163656を探します。それぞれの真下にあるt (ms)の数を、この活動の表に写します。3つとも今回の同じ実験の値を使います。

  5. 実験室を使ったあと、この活動に戻って実験を完了と記録します。次の手順で使う3つの値を残しておきます。

下の位置が書かれた3行だけを埋めます。まだ引き算せず、経過時間をそのまま入力します。余分な行は空欄にします。

20°での1回の実験の経過時間

実験室のt (ms)の行から、16 cm、36 cm、56 cmの真下の数を1つずつ写す。1回の実験だけを使う。位置は入力済み。余分な行は空欄にする。

センサーの位置 経過時間の読み取り値 ms
3

3 · 各区間の時間を求めよう

8 min

後の時計の値には、その区間のに使った時間も含まれます。区間の終わりの値から、始まりの値を引きます。

例えば、バスが出発して8分後にある停留所を通り、次の停留所を13分後に通りました。2つの停留所のの移動時間は13 − 8 = 5分です。

同じ考え方を自分の値に使おう。電卓を使っても構いません。

最初の20 cm区間:16 → 36 cm

球は16から36 cmまで何msかかりましたか?自分の36 cmでの値 − 自分の16 cmでの値を入力します。

後の20 cm区間:36 → 56 cm

球は36から56 cmまで何msかかりましたか?自分の56 cmでの値 − 自分の36 cmでの値を入力します。

等しい距離では、時間が短いほうが、その区間での平均の速さが大きいことになります。

2区間の時間から何が分かる?

計算した2つの時間を比べよう。それに合う結論はどれですか?

相手に「どちらも20 cmです。最初は___ ms、後は___ msだったので…」と話そう。そのあと予想を振り返ります。表と回答を確認して、活動を提出しよう。

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