成績アップの秘訣~基礎と実践のバランス「中学理科#97~記録テープの読み取り(記録タイマー)~」 勉強が好きになる小中高生向け学習塾「札幌自学塾」 

 

 

 

 

 

前回 記録タイマー

 

 

 

1.記録タイマー

速さを測定するにはストロボ写真(デジタルカメラ)や記録タイマーを使います。

 

 

 

記録タイマーとは↓の図のような道具です。

 

 

 

 

 

▼記録タイマーは東日本と西日本で動きに違いがあります。

 

 

東日本:1秒で50打点する ⇒ 1/50秒で1打点する ⇒ 0.1秒で5打点する

 

西日本:1秒で60打点する ⇒ 1/60秒で1打点する ⇒ 0.1秒で6打点する

 

 

 

 

2.記録テープの読み取り

記録テープの打点のようすから、次のようなことが読み取れます。

 

 

▼打点の間隔がどんどん広がっていくと・・・

 

 

 

1/50秒または1/60秒の間に進む距離が長くなっているので

 

速さがどんどん増加していることを意味します。

 

 

 

 

▼打点の間隔がどんどん狭くなっていくと・・・

 

 

 

1/50秒または1/60秒の間に進む距離が短くなっているので

 

速さがどんどん減少していることを意味します。

 

 

 

 

▼打点の間隔がずっと同じままだと・・・

 

 

 

1/50秒または1/60秒の間に進む距離が同じなので

 

速さは変化せず一定であることを意味します。

 

 

 

 

まとめると

 

 

・打点の間隔が広くなる・・・速さが増加

 

 

・打点の間隔が狭くなる・・・速さが減少

 

・打点の間隔が同じ・・・・・速さが一定

 

 

となります。

 

 

 

 

3.記録テープのグラフ化

↓の図のように、ある物体の運動のようすを記録タイマーで記録します。

 

ただしこの実験は東日本で行ったものとします。

 

 

 

これだけを眺めていてもわかりにくいです。

 

 

 

まずこのテープのはじめの方は切り捨てます(点が細かすぎて間隔がわからないため)。

 

 

 

次にA点から5打点ごとに切っていきます。

 

 

 

 

5打点ごとなのは、この記録が東日本で行われたものだからです。

 

東日本では記録タイマーは1秒間に50打点します。

 

 

つまり5打点=0.1秒間隔ということになります。

 

 

 

 

 

切り分けた記録テープをグラフ用紙に貼り付けます。↓

 

 

 

このグラフからわかることは・・・

 

 

➊ 1本目、2本目、3本目……と少しずつ長くなっている

 

→ 物体の速さが増加している。

 

 

 

❷ 5本目以降は長さが同じ

 

→ 物体の速さが一定になった。

 

 

 

このように0.1秒間隔で切ったテープを並べることで、大まかに速さの変化を知ることができます。

 

 

 


 

 

次に、この記録を利用して平均の速さを求めてみましょう。

 

 

 

例としてA点を記録してから0.1秒後~0.4秒後の平均の速さを求めていきます。

 

 

 

まず0.1秒後~0.4秒後とはテープのどの部分なのかを見つけましょう。

 

 

 

テープ1本につき0.1秒なので

 

A点が0秒後とすると、B点が0.1秒後に打たれた点です。

 

 

同じように、0.2秒後の打点はC点、0.3秒後はD点、0.4秒後はE点となります。↓

 

 

 

 

つまり考えるべきは2本目のテープのはじめから4本目のテープの終わりまで。

 

 

この区間の長さは、3.0cmと3.5cmと4.0cm。

 

この区間の時間は、0.3秒。

 

 

 

よって

 

 

 

となります。