記録タイマーとテープを正しく扱おう
記録タイマーは、一定の時間ごとにテープへ点を打ちます。点と点の間隔は台車がその時間に進んだ距離です。正確に読むには、点の数ではなく時間の区間を数えることが重要です。
このレッスンの役割
前のレッスンで「等しい時間ごとの位置」を使う意味を学びました。ここでは50 Hzと60 Hzの記録タイマーから時間を復元し、比較できるテープを作る手順を完成させます。
前から受け取る力：等時間ごとの位置間隔から速さの変化を読む力
今回完成させる力：打点間の時間を求め、等時間ごとにテープを分ける力
次へ渡す力：距離と時間から速さを定義する力
知る：周波数から一打点間の時間を求める
50 Hzは1秒間に50回、60 Hzは1秒間に60回点を打つという意味です。隣り合う点の間の時間は「1秒÷1秒間の打点数」で求めます。
| 周波数 | 隣り合う点の時間 | 0.1秒に相当する区間 |
|---|---|---|
| 50 Hz | 1/50秒＝0.02秒 | 5区間 |
| 60 Hz | 1/60秒 | 6区間 |
理解する：点を数えるのでなく「すき間」を数える
点が6個あれば、その間は5区間です。駅が6駅なら駅と駅の間は5区間、と考えると分かりやすくなります。50 Hzで5区間ずつ切れば、どのテープ片も0.1秒間の移動を表します。
実験では最初の点が重なりやすいため、はっきり分かれる点から数えます。テープを引く向き、タイマーの周波数、区切った区間数を記録しないと、長さを測っても時間が分かりません。
例で使い、よくある誤答を直そう
50 Hzで、ある点から5区間先までの長さが7.0 cmなら、それは0.10秒に進んだ距離です。一方、60 Hzでは0.10秒を作るのに6区間必要です。
「50 Hzだから点を5個ずつ囲む」は誤りです。点5個なら区間は4つで、時間は0.08秒です。開始点を含めて6個の点を囲むと5区間になります。また、50 Hz用の切り方を60 Hzへそのまま使ってはいけません。
自分で確かめ、まとめて次へ進もう
確認1：50 Hzの一打点間は何秒ですか？
1÷50＝0.02秒です。確認2：50 Hzで0.1秒分を作るには点をいくつ使いますか？
5区間が必要なので、両端を含めて6個の点を使います。確認3：60 Hzで6区間を取る理由は何ですか？
一打点間が1/60秒なので、6区間で6/60秒＝0.1秒になるからです。記録タイマーは点の並びを時間へ変換する道具です。次は、距離と時間を一つの量にまとめた「速さ」を考えます。
クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。