【ニュートンの運動の第2法則】
前回は、力学台車を斜面で走らせたときの速さを記録タイマーで測定しました。
記録テープを棒グラフのように貼り付けると、だんだん長くなります。
これはだんだんと速さが増しているからです。
今回は、力の大きさと速さとの関係を実験結果から考えます。
<実験結果を振り返る>
・ロイロノートに提出した各自のレポートを見る
・記録テープの端に定規を当てるとピッタリ直線になっている
自然の中にある美しさに気づいて欲しい瞬間です。
・時間(横軸)と速さ(縦軸)のグラフから、加速している
・斜面の角度が急になるほど、はたらく力は大きい
10°(0.8N)20°(1.6N)90°(4.7N)
<簡単な実験>
・おもりに紐をつけ、ぶらさげて250g (=2.5N)を感じる
・横向きに手で引っ張ると重く感じるのは、摩擦があるから
・摩擦力が何Nかを予想してから、バネばかりで測定(0.5N)
・0.5Nよりも大きい力で引っ張ると、おもりの運動は?
加速する(5人)変わらない(18人)その他(1)
・実際に調べると、だんだんと加速する
・Webアプリで確かめる
力と質量を変化させたときに、どう加速するかをシミュレート
<ニュートンの運動の第2法則の紹介>
F(力)= m(質量)× a(加速度)
はたらく力が大きいと、速さの変化する割合が大きくなる
<PhETの力と運動 ベーシック>
質量と加える力を変えた時の速さの変化をシミュレート
「綱引き」左右に引き合う力のバランスが崩れると動く
「直進運動」質量と力の大きさを変えた時の速さの変化
「摩擦」摩擦の大きさを自由に変えて実験
「加速度」どれほど加速するかを数値で確認
<斜面の角度が違うと速さが違う>
・グラフを書いて、今回の授業内容の整理
V(速さ)= a(加速度)× t(時間)
・自由落下についても紹介
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