速度合成

  
対象等
中学生、高校生
目的
運動している物体から、物体を前方に投げると、速度が合成されることを感覚的に確かめる
準備
ストップウォッチ、巻尺(出来れば10mのもの)、ボール、チョーク
実験場所

方法


@ 実験方法を理解したら、自分の予測値を結果の表に記入する。
 
A 指定された場所で、スタート、5m地点、10m地点にチョークで線を引く。

B 0から5m区間を助走として、5から10m区間の通過時間を測定する。

C Bの値から、5mの間の通過速度を求める。

D 0mまたは5mの位置で、静止の状態からボールを転がし5mの間の通過時間を測定する。

E Cと同様にボールの速度を求める。

F 0から5mの間をBと同様に走りながら、5m地点を通過するとき、ストップせずにDの要領でボールを投げる。

G ボールが5mを通過するときの時間を測定し、Cと同様に速度を求める。

H (Cで求めた速度)+(Eで求めた速度)=(Gで求めた速度)
  になれば大成功!

注意点
・ 走りながら転がすことを意識すること

・ 5m地点で止まらずに通過しながら投げること
 
結果  
 最初ボーリングのようにと説明したら、助走をして静止してから投げる生徒がいて、速度合成の意味が分かっていないなと確信しました

 その後、走り抜けながらということを強調して、ようやく早くなるということが数字で分かったようですが、最初と同じ早さでボールを投げたり走ったりすることが難しいので、結果の誤差は大きいです
考察
応用等

・ なぜ誤差が出るのか

・ 走った速さやボールのスピードを利用して、特定区間走るのに必要な時間や、1時間ボールが転がったらどのくらい進むか、というようなことを計算させています
  
備考
 正直なところお遊びのような実験ですが、まあ早くなるということを実感できればいいなと思っています。

 教員側としては、この実験を行う様子を見ることによって、速度合成という意味を理解しているか判断する目安になるように思います。
物理屋の教育あれこれに戻る 物理実験の表紙に戻る