自然長と伸びを区別して実験しよう

このレッスンの役割

前のレッスンで「力を増やすと伸びはどう変わるか」という問いを立てました。ここでは、その問いに信頼できるデータで答えるための実験手順を身につけます。

ゴールは、変える条件・そろえる条件・測る量を区別し、自然長と伸びを正確に記録できることです。

知る・理解する

調べたい関係は「ばねに加える力」と「ばねの伸び」です。

最初におもりなしで自然長を測ります。その後、約1 Nずつ力を増やし、揺れが止まってから全長を読みます。目盛りを斜めから読むと視差が生じるので、ばねの下端と同じ高さから読みます。

具体例で使う

自然長が8.0 cmだったばねで、次の結果を得たとします。

2 Nの伸びは12.1 − 8.0 = 4.1 cmです。予想の4.0 cmとわずかに違うのは、読み取りのずれなどが考えられます。値を都合よく直さず、同じ条件でもう一度測って確かめます。

力を減らすときにも測ると、ばねが元の長さへ戻るかを確認できます。ただし安全な測定範囲を超えるおもりはつるしません。

誤答を直して次の学びへつなげる

力を増やすたびに別のばねへ交換すると、力と伸びの関係だけを調べられません。ばねの種類も伸びへ影響するからです。

また、定規の0 cmをばね上端へ必ず合わせる必要はありません。各回で同じ基準を使って全長を測り、自然長との差を求めれば伸びが出せます。

次は、得られた表を使って、力と伸びが比例すると判断する根拠を整理します。

自分で確かめよう

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。