等加速度運動�A（x-tグラフとv-tグラフ）

１．導入

最近ロケット？人工衛星？を発射しようとしている国がありますが， 物理の歴史は戦争や宇宙開発とともに発展してきた部分もあります。 ミサイルを発射使用とするならば， 「ある時刻に，ミサイルがどの位置・どれくらいの速さ」 で飛んでいるか知りたいのです。
まず，この章では「物体の位置や速度を時間で表すことを目標」とします。

２．位置・変位・移動距離

さて，物理で使う言葉は日常使う言葉と意味が異なることがあります。 少しずつ慣れてほしいと思います。 例えば，「時間と時刻の違いとは何でしょう？」
時刻とは「ある瞬間の時間（笑）」のことで，
時間とは「時刻の間隔」を表します。

位置・変位・移動距離を定義しておきましょう。

変位とは位置の変化、移動距離は変位の絶対値というように定義します。 ここで、変位と移動距離の大きな違いは、ベクトル量とスカラー量ということ。向きがあるかないか。
※ただし、右に進んでから左に戻ってくるような状況を考えると、 変位は最後の位置とはじめの位置の差になるが、移動距離は動いた距離全部になるので、 単純な絶対値と考えることは間違いです。ここでは、向きがあるかないか強調するために上のように定義しました。

３．演示実験�@（x-tグラフの傾き）

準備：モーションセンサー，sparkリンク，パソコン，養生テープ，メジャー，大画面テレビ，ケーブル
※パソコン画面をテレビに映して生徒に見せる形で行います。

では，位置を時間でどのように変化するかグラフにする練習をしてみましょう。 ここでは，「モーションセンサー」という器具を使います。 超音波が出ていて跳ね返ってくる時間を測定して， 物体がある位置までの距離を測定してくれます。 その物体までの位置が縦軸，横軸が時間でグラフが表れます。 これをx-tグラフとよびます。 では，実験プリントを配ります。

机間巡回して生徒の予想を見ます。
・モーションセンサーの位置を原点にすると，何人かは間違えるので議論の余地がある。→でも変位の説明がしにくい。
・１ｍの位置を原点にすると，変位の説明がしやすいが，間違えないので議論はできない。

では，どうなると予想したか意見を言ってください。
生徒：「右肩上がりにまっすぐ」
私　：板書してから，「OK。他の意見の人はいますか？」
私　：「いないので，実際にどうなるか見てみましょう。」

生徒から募集して実験。「よーい，どん」で動いてください。

「A君，歩くのうまいね−。みんな，あっていましたね。」

では，実験２（すばやく離れる），実験３（ゆっくり近づく），実験４（すばやく近づく）を予想してください。 実験結果はあとでその上に赤ペンで記入してください。

では実験２〜４をやってみます。

みんな合っています。

W君：「ゆっくりの場合だとなだらかで，すばやくだと急」
私　：「その通りですね。同じような表現でも他の書き方をした人はいますか？」
S君：「ゆっくりの場合だと傾きが小さくて，すばやくだと傾きが大きい」
私　：「そうだね。数学の傾きの大小で判断できます。」

O君：「遠ざかる場合は右肩上がりで，近づくときは右肩下がり。」
私　：「OK。他には？」
H君：「遠ざかる場合には傾きがプラスで，近づくときは傾きがマイナス」
私　：「すばらしい！」

４．速度と速さ

いまの実験のように，x-tグラフの傾きが「速度」になりました。 ところで，日常生活で速度と速さは区別して使っていませんが、 物理では区別して使います（いちいちいやらしいですが）。
速度はvelocityですので、頭文字のｖを使って表します。

さきほど，傾きになると言ったとおり，「速度とは，位置の時間変化率のこと」。

５．演示実験�A（x-tグラフ通りに歩行する）

次は少し難しいですよ。

机間巡回し，何名か生徒をピックアップする。 時間がなかったので，指名して書いてもらう。
・後半部分をマイナスでなくプラスで書いているものが2名。
・はじめの部分と後半部分が一次関数になっているものが2名。

では，やってみましょう。

６．まとめ

では「気付いたこと」「感想」を書いて提出してください。 次回，踏み込んでみたいと思います。

授業を終えて。。。
実験器具のすごさに感動するもの多数。実験がたのしいと言ってくれるものも多い。 はじめの実験であるし，答えもわかりやすいものなので，討論自体は難しい。 大多数の予想が正解である場合はどのように進めればよいか検討する必要がある。 その前に「気付いたこと」にかける時間が少ない。前回の授業で「変位」の定義までいきたい。

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