- 目 的
速さの測定を通して、物理の実験の基礎をマスターする。
- 準 備
配線カバー、木片(1cm厚)、両面テープ、鋼球、ストップウオッチ
- 方 法
- 配線カバーにマジックでつけた印(B点)と、カバーの端(C点)との間の距離を物差しで測定する。
- 配線カバー、木片、両面テープを用いて、図のように装置を組む。
- 点Aに鋼球を置き、静かに手をはなす。
- 鋼球が点Bを通過してからCを通過するまでの時間をストップウオッチで測定する。
- 同じことを3回繰り返して平均をとる。
- 鋼球がBC間を通過する速さを計算する。
- 木片の段数を2〜5段に増やして実験を行う。
- 考 察
- 速さvと落差hは比例するか? 縦軸にh、横軸にvをとって結果をグラフ化せよ。
- 縦軸にh、横軸にvの2乗をとって結果をグラフ化せよ。
データ例(by Microsoft Excel 5.0)はここ
- この実験について
非常に簡単な実験ですが、実際にやってみると、あちこちに物理実験の基礎が盛り込まれているので、物理を学習する第1歩として私はこの実験を毎年利用しています。その中で次の点を生徒に教えています。
- データの取り方
- あらかじめ練習してから測定にかかること。
- かなりラフな測定でも数回の平均を取れば信頼性が高まる。
- 測定に失敗すれば迷わずやり直しをすること。
- 最小目盛りの1/10まで測定するのが基本。
- データの処理
- 有効数字の扱いについて。
- 計算結果の有効数字。
- グラフの書き方と読み方。
- 考察の仕方
- 世の中比例関係ばかりじゃないよ。2乗や3乗に比例することだっていっぱいある。どうすればそれを見抜けるか?