※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。<3年p.27>
3 平均の速さと瞬間の速さ
高速道路を使って,440 kmを5時間半で移動したとする。実際は途中で速さが変化するが,仮に一定の速さで移動し続けていたと考えると,速さは,
440 km÷5.5 h =80 km/h
より,80 km/hと求められる。
このように,途中の速さの変化を無視して,ある区間を一定の速さで移動し続けたと考えて求めた速さを平均の速さという。平均の速さに対して,ごく短い時間に移動した距離をもとに求めた速さを瞬間の速さという。
たとえば,乗用車の速度計に表示されるのは,刻一刻と変化する「瞬間の速さ」です。
4 記録タイマーを使った運動の記録
物体の運動は,次の「探究4」のように記録タイマーを用いて記録できる。記録タイマーは,一定時間ごとに記録テープに点を打つ装置で,記録テープを引いて動かすと,その速さに応じた間隔で点が打たれて,運動のようすが記録される。
実際には,速さは常に変わっていますが,この単元では「平均の速さ」として考えていきます。p.270の例題で,速さの計算に慣れておきましょう。
探究4 物体の運動の記録
準備
記録タイマー,記録テープ,力学台車,はさみ,方眼紙
① 記録テープを1mほどの長さに切って台車に取りつけ,記録タイマーに通す。
② 次のA〜Cについて,台車の運動を記録する。
A 手で台車をゆっくり一定の速さで引いて動かす。
B Aのときよりも手を速く,一定の速さで台車を動かす。
C だんだん速くなるように台車を動かす。
ポイント
記録タイマーのスイッチを入れてから,一瞬おくれて台車を引くようにする。こうすると,打点が重なり合う部分をわずかにすることができる。
③ ②で記録された記録テープを,p.240の基本操作にしたがって,0.1秒ごとに切り分け,台紙に時間の順にならべてはりつける。
- 台車をゆっくり動かしたとき(テープA)と,速く動かしたとき(テープB)とでは,記録された打点の間隔はどちらが長いか。
- テープCを0.1秒ごとに切り分けた長さは,時間とともにどう変化したか。