第2章力と物体の運動C(記録タイマーを使ってみよう!&加速度)

1.導入

前回の最後に,記録タイマーの使い方を少しだけ説明しました。 今日は実際に使ってみて,記録タイマーの使い方をマスターしてもらいたいと思います。

2.誰が一番速く引っ張れるか!

一人1回ずつテープを入れて引っ張り,最大速度を測定して, 誰が一番速いか測定してみてください。
注意点は,
・1秒間に50打点にすること。
・矢印の向きに引っ張ること。
・まっすぐ引っ張ること(でないと,テープが外れてしまう)。
・テープを入れるときに電源スイッチがオフになっているか確認する (でないと,テープを入れるときに点を打ってしまう)。

・生徒は楽しんでやっていました。
・ただ,どうしても外れてしまうケースが多い。
・外れて戻るケースもあり,最大速度がすごく大きくなってしまう。
(外れたかどうかは,テープに摩擦の跡が残っているので,わかります。)
・でも,ここは楽しんで理解するのが目的なので,あまり細かいことはこだわらないことにしました。

3.記録タイマーの使い方のまとめ

質問しながら以下の内容についてまとめました。

最後の瞬間の速度は難しいし,必要かどうかすら疑わしいのですが, 次の問題で理解してください。

解答です。

5.加速度とは?

さて,前回は「等速直線運動」を学習しました。 速さが一定な訳ですが,先程の記録タイマーの記録もそうですが, 速度が一定ではない運動は多数あります。 そうした運動は速度が変化するので,「加速度がある」 という言い方をします。ここからは「加速度運動」について考えます。 まず,加速度とは何か理解してほしいですが, 難しい概念ですので,よく聞いて考えてください。

「加速度とは,1秒間あたり速度がどれだけ加わるか」です。
ちょっと言い換えれば,「加速度とは,1秒間あたりの速度の変化率」
ですので,「加速度は,速度の変化量を時刻の変化量で割れば求まります。」
※本当は,それは「平均の加速度」です。時間が短ければ「瞬間の加速度」になります。

では,加速度の単位は何かわかりますか?A君どうですか?
「わかりません」
わからなくても計算すればいいんだね。 物理の式では必ず両辺の単位は等しくなっています。
速度の単位[m/s]を時間の単位[s]で割るとどうなりますか?
そうです!加速度の単位は[m/s2]です。
※ちなみに,これは「メートル毎秒毎秒」と読みます。 私は「メートル・パー・セカンドの2乗」と読みます。

よくわからないと思うので,具体的に考えてみましょう。
はじめ,つまり時刻0秒のときの速度(これを「初速度」といいます)が, 3[m/s]で,加速度が2[m/s2]であるとすると・・・
1秒後の速度はいくらになりますか?ではO君。
「・・・」
加速度というのは,1秒間で加わる速度です。
「5[m/s]ですか?」
その通りです。あとはわかりますね。

ここで時間がきてしまいました。 次回はもう少し詳しく加速度を扱ってみましょう。

授業を終えて。。。
記録タイマーで引っ張るのは,記録タイマーの使い方をマスターするためと, テープの記録から動きを理解するためです。 測定が終わったらスイッチを切ることなど, 自由落下実験のときに間違いが少なかった。
しかし終わりが中途半端。

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