鉛直な棒と水平面で影を正しく測ろう
前のレッスンで、太陽高度が高いほど同じ棒の影は短いと分かりました。今回はその関係を観測できるように、棒、地面、時刻、方位の条件を整えます。再現できる影の記録を作ることが目標です。
まず知る:測定条件をそろえる目標
| 確認項目 | そろえ方 | ずれたときの問題 |
|---|---|---|
| 棒 | おもりを付けた糸などで鉛直を確認 | 棒の傾きが影長へ混ざる |
| 地面 | 水平な面を選ぶ | 坂の傾きが影長へ混ざる |
| 長さ | 棒の根元から影の先端まで測る | 測る始点が変わる |
| 時刻 | 測定直後に記録する | 影が動いて値がずれる |
| 方位 | 方位磁針などで記録する | 太陽の位置を復元できない |
理解する:具体例で測定表を作る
10時00分、11時00分、12時00分のように決めた間隔で、影の長さと伸びる方位を記録します。測っている途中にも影は動くため、先端へ印を付けた時刻をすぐ書きます。太陽を直接見ず、影だけを観察します。
同じ日に変化を追うなら棒は動かしません。季節比較でも同じ高さの棒と同じ場所を使います。曇った時刻は推測値で埋めず欠測とします。
使う:間違いを直して手順を確かめる
斜面に棒を地面と直角に立てても、地球の鉛直とは一致しない場合があります。水平器で面を確かめ、おもりの糸で棒の鉛直を確かめます。影の輪郭がぼやけるときは、毎回同じ基準で中心や先端を決めます。
理解チェック1:影長の始点は?
棒の根元です。理解チェック2:曇って測れない値を補う?
想像で埋めず、欠測として記録します。転用する:まとめを光線モデルへつなぐ
棒・水平面・時刻・方位をそろえれば、影の違いを太陽位置の違いとして扱えます。次は太陽光を平行な直線として描き、なぜ影が反対側へ伸び、高度が上がると短くなるかを説明します。
理解チェック3:棒の鉛直を確かめる道具の例は?
おもりを付けた糸です。クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。