テニス・ボールの投げ上げ

  

対象等

高校生

目的

 テニスボールの投げ上げを行い、落下するまでの時間から、最高点の高さと初速度を求める

準備

硬式テニスボール、ストップウオッチ

実験条件

広いグラウンド
方法
 オーバースローでもアンダースローでも構いませんので、なるべく地面に対して垂直になるようにテニスボールを投げ上げ、落ちてくるまでの時間をストップウオッチで測定します。

 時間計測の誤差も大きいし、そもそも投げる高さと落下地点の高さが違うので、かなりいい加減な実験です。

 しかし屋外で行うこのような実験は生徒の受けもいいです。誤差がどうこうと細かいことを言うより、時間から高さや初速度が求められるんだ、ということを強調しています。

 計算は落下するまでの時間を2で割れば、上昇または落下時間が求まります。最高点から自由落下すると考えれば、自由落下の距離の公式
x=1/2*g*t2 から高さを求めることが出来ます。

 初速度は、初速度と落ちてきたときの速さが自由落下の速さと同じになるので
v=g*t で求めることが出来ます。

 もちろん投げ上げの公式から初速度や高さを求められ一番良いのですが、投げ上げの公式まで理解できない生徒には自由落下の公式で説明を行っています。

注意点
 ・ 落下するボールが他の生徒の頭にぶつからないように注意が必要です
 ・ 投げる姿勢が良くないので、連投させると肩を痛めたり、筋肉痛になります
 ・ 野球部の選手は必死に投げますが、ボールが軽いので、かえって肩を痛めることがあります
 
結果
 垂直に投げ上げるのはなかなか大変です。野球部の外野手やピッチャーはさすがにかなり上がります。落下まで4秒前後でしょうか。
考察
応用等

 ・ なぜ登りと下りの速さや時間が対象になるのか。(説明は難しいです)
  ・ プロ野球の選手が投げたらどうなるか。時速144kmで計算すると、すごい結果になります
 

備考

テニスボールは不要なボールをもらっています
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