dynamics  第3回 ビデオカメラで相対速度

【掲載】1996.07  【単元】相対速度  【種別】演示実験  【対象】高校1年  【実施】1996.06

  1.  目 的

      動きながら物を見るとどのように見えるか。相対速度を頭の中だけで考えると混乱するので、ビデオカメラを通して実際に見てしまおうという実験です。

  2.  準 備

      キャスター付き台、超小型ビデオカメラ、トランスミッター、室内アンテナ、テレビ、地球儀

  3.  方 法

    1.  キャスター付き台の上に超小型ビデオカメラとトランスミッターを乗せ、生徒Aに押して等速で歩かせる。私Bが地球儀を持って少し離れた所に立ち、矢印のように歩く。

      ● ●

    2.  静止した観測者(一般の生徒)には、各々の速度は図の矢印ように観測される。
    3.  「Aから見るとBはどう動いているように見えるだろうか? 理屈の上では近づいてくるように見えるはずだが、実際はどうか? ビデオカメラの視点で見てみよう」
    4.  そういって、再び歩く。こんどは、ビデオカメラを地球儀に向け、撮影した様子を、トランスミッターと室内アンテナを介してモニターに映し出す。
       「理屈通り近づいてくるように見えるだろうか?」

  4.  結 果

     「うわ、ほんまや!」生徒は歓声をあげます。やったね(^_^)。私しゃ、この声を聞くために生きているようなモンですわ(^_^)。

  5.  この実験について

     話の発端は、昨年の末に本校で超小型ビデオカメラを購入したことに始まります。始めは教卓上のものをモニター上に大写しする目的で使っていたのですが、これを使って日食のシミュレーションをしたり、分光器のスペクトルをモニターに映し出したりと、同僚と一緒にいろんな使い方を模索して遊び始めました。

     このことを、NIFTY-Serveの「教育実践フォーラム・理科の部屋」に書き込んだ所、横浜物理サークルの天神さんから「トランスミッターと組み合わせて、自由落下する箱内での無重力のようすを撮影することはできないか」というコメントをいただきました。その後、天神さんは早速この実験に着手。見事に成功なさいました。

     ビデオカメラとトランスミッターと組み合わせると、画像を電波でモニターに送ることができます。したがって運動しながら観測した様子をモニターを通して見ることができます。これを相対速度の授業に利用できないかと考え本実験にとりくみました。

     地球儀を使うのは、球形である程度大きなものを撮影の対象にしようと考えたからです。人間を撮したのでは、どうしても顔や胸が向いている方向に進んでいるという先入観が災いして、Aに近づいて来るようには見えません。球形のものは方向性がないので好都合です。また、ある程度大きい物を撮すことで、背景が画面から隠れ、背景のようすに惑わされないで相対運動を把握できます。

  6.  謝辞

     本実験は、四天王寺高校武田先生、稲葉先生、横浜物理サークル天神さんにヒントをいただきました。ありがとうございました。


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檀上 慎二