dynamics  第2回 速さの測定で実験の基礎を

【掲載】1996.04  【単元】速度  【種別】生徒実験  【対象】高校1年  【実施】1996.04

  1.  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。

  2.  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

    ● ●

  3.  方 法

    1. 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。
    2. 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。
    3. 点Aに鋼球を置き、静かに手をはなす。
    4. 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。
    5. 同じことを3回繰り返して平均をとる。
    6. 鋼球がBC間を通過する速さを計算する。
    7. 木片の段数を2〜5段に増やして実験を行う。

  4.  考 察

    1. 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。
    2. 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

  5.  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?


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檀上 慎二