記録タイマーと速さ－時間のグラフ｜等速直線運動と斜面の運動を確かめる教材

中学3年 / 第1分野 (5)運動とエネルギー (イ)運動の規則性

力と運動（記録タイマー）

中学3年・10〜50分・無料・登録不要

記録タイマーの実験は、台車を1回走らせるのに準備がかかります。テープを切って貼るところまでやると、傾きを変えて2回目を試す時間はなかなか残りません。

このツールは、斜面の上端をつかんで傾きを変え、走らせるだけで記録テープが引かれます。テープは斜面と平行に、打点は選んだ周波数のとおりに並びます。同じ台車で傾きだけを変えた結果を並べて見られます。

この単元でつまずくところ

打点の間かくが「速さ」。 間かくが広いところが速いところです。テープの長さそのものではありません。テープと速さ－時間のグラフを並べると、この対応が見えます。
傾き0でも動く。 手で押し出せば、あとは同じ速さで進みます。「力がはたらかないと止まる」という思いこみは、ここで崩れます。
斜面では速さが一定の割合でふえる。 グラフが直線になります。曲線ではありません。傾きを大きくすると、この直線の傾きだけが大きくなります。
東日本と西日本で打点の速さがちがう。 50Hzは1秒間に50打点、60Hzは60打点。どちらでも「0.1秒ぶん」を数えれば同じ時間になります。

斜面の傾き: 板の上端をつかんで上下に動かします。右下の角を支点にして回るので、地面と接するところは動きません。記録タイマーは板の高いほうと一緒に上下します。
記録テープ: 斜面と平行に引かれ、打点が並びます。5打点（50Hz）または6打点（60Hz）ごとに区切ると0.1秒ぶんになります。
周波数の切りかえ: 東日本50Hzと西日本60Hzを選べます。同じ運動でも打点の数が変わり、区切りかたが変わることが見えます。
速さ－時間のグラフ: 傾き0なら水平、斜面なら原点を通る直線になります。
面のようす: なめらか・小さい摩擦・大きい摩擦を選べます。摩擦が大きいと途中で止まります。
初速: 押し出す強さを変えられます。傾き0でも動かせます。

5分

傾き0で押し出して、打点の間かくが変わらないことを見せます。「等速直線運動」の名前はそのあとで十分です。

15分

傾きを3段階変えて、速さ－時間のグラフの傾きだけが変わることを表にさせます。

50分

本物の記録タイマーで1回実験したあと、このツールで条件を変えて予想と比べさせます。実験のテープを画面のテープと並べると、打点の読みかたが定着します。

どの使い方でも、動かした条件はそのままURLに入ります。画面の「リンクをコピー」を押して配れば、生徒の端末でも同じ画面が開きます。生徒が見つけた条件のリンクを提出させれば、そのまま記録になります。

中学校で教える形を優先して、省いている条件があります。教科書や資料集の数値と合わないことがあるので、先に書いておきます。

学校のある地域に合わせてください。静岡県の富士川と新潟県の糸魚川あたりを境に、東が50Hz、西が60Hzです。どちらでも0.1秒ぶんの区切りかたが変わるだけで、結論は同じです。

変えられません。動かせるのは斜面の傾き・面のようす・押し出す強さ・周波数の4つです。

合います。50Hzなら1秒間に50打点、60Hzなら60打点です。実験のテープと画面のテープを並べて使えます。

直してほしいところは改善の要望から。ツールの画面の「要望を送る」を押せば、そのとき見ていた条件のURLが付いた状態で開きます。