記録とグラフから斜面・落下運動を読み取ろう

斜面や落下の運動は速さが変わるため、全体の距離だけでは不十分です。等しい時間ごとの区間距離、区間の速さ、距離・時間グラフの傾きを順に読みます。

このレッスンの役割

重力の斜面方向成分を理解した後、その説明が記録データと一致するかを数量で確かめます。

前から受け取る力：斜面方向の重力成分と自由落下を結ぶ力
今回完成させる力：等時間記録とグラフから速さの増加を数量で説明する力
次へ渡す力：重さ・角度・重力に関する誤答をデータから直す力

各区間が0.1秒で、距離が1.0、3.0、5.0、7.0 cmなら、区間の速さは10、30、50、70 cm/sです。

区間距離1、3、5、7 cmなら、出発点からの累積距離は0、1、4、9、16 cmです。距離・時間グラフには累積距離を打ちます。区間距離をそのまま縦軸へ打つと別のグラフになります。

距離・時間グラフが次第に急になるのは、同じ時間当たりの距離が増えている証拠です。

斜面Aで区間距離が2、3、4 cm、Bで2、4、7 cmなら、Bの方が速さの増え方が大きいと分かります。最後の区間だけでなく、各等時間区間の変化を比較します。

「グラフが曲線だから台車の道も曲がる」は誤りです。グラフの形は道の形ではなく、時間に対する距離の増え方です。

確認1：0.1秒に6 cm進む速さは？

60 cm/s＝0.60 m/sです。

確認2：区間距離2、4、6 cmの累積距離は？

0、2、6、12 cmです。

確認3：曲線が次第に急になると何が言えますか？

同じ時間に進む距離が増え、速さが増していると言えます。

区間距離、区間の速さ、累積距離を分ければ記録とグラフがつながります。次はデータと力の意味を混ぜた誤答を直します。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。