記録テープの区間距離から速さを計算しよう
記録テープを等しい時間ごとに切ると、各テープ片の長さがその時間に進んだ距離になります。長さを比べれば変化が見え、時間で割れば速さを数値で表せます。
このレッスンの役割
前のレッスンで速さ=距離÷時間の意味を学びました。ここでは、記録テープの時間と長さを読み、cm/s・m/s・km/hの単位まで正しく扱います。
前から受け取る力:速さを単位時間当たりの距離として説明する力
今回完成させる力:等時間区間の長さから速さを計算し、変化を説明する力
次へ渡す力:計算や記録の誤りを自分で診断する力
知る:区間の長さと時間を表へそろえる
50 Hzの記録を5区間ずつ分けたので、各区間は0.10秒です。測った長さが次のようになりました。
| 区間 | 0.10秒に進んだ距離 | 速さ |
|---|---|---|
| A | 2.0 cm | 20 cm/s=0.20 m/s |
| B | 3.5 cm | 35 cm/s=0.35 m/s |
| C | 5.0 cm | 50 cm/s=0.50 m/s |
どの列でも時間は同じで、距離が増えているため、速さも増しています。
理解する:単位をそろえてから割る
5.0 cmを0.10秒で進んだ速さは、5.0÷0.10=50 cm/sです。m/sで答えるなら、5.0 cm=0.050 mとして0.050÷0.10=0.50 m/sとします。
1 m/sは1秒で1 m進む速さです。1時間では3600 m=3.6 km進むので、1 m/s=3.6 km/hです。m/sからkm/hへは3.6倍、km/hからm/sへは3.6で割ります。
| 変換 | 操作 | 例 |
|---|---|---|
| cm/s → m/s | 100で割る | 50 cm/s=0.50 m/s |
| m/s → km/h | 3.6倍 | 5 m/s=18 km/h |
| km/h → m/s | 3.6で割る | 72 km/h=20 m/s |
例で使い、よくある誤答を直そう
60 Hzのテープを6区間ずつ切り、0.10秒分の長さが4.2 cmでした。速さは4.2÷0.10=42 cm/s=0.42 m/sです。
「4.2×0.10」とするのは誤りです。速さは1秒当たりへそろえるので、0.10秒の距離を10倍する結果になるはずです。また、4.2 cmをそのままmとして扱うと100倍の誤差になります。式の前に単位、計算後に現実的な大きさを確認します。
自分で確かめ、まとめて次へ進もう
確認1:0.10秒に6.0 cm進む速さは?
6.0÷0.10=60 cm/s=0.60 m/sです。確認2:2.5 m/sは何km/hですか?
2.5×3.6=9.0 km/hです。確認3:0.10秒ごとの距離が3、3、3 cmなら運動はどうなっていますか?
各区間の速さが30 cm/sで同じなので、速さはほぼ一定です。記録は「区間の時間→距離→速さ→変化」の順で読みます。次は、点数・時間幅・式を取り違える誤答を根拠から直します。
クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。