この手が!iPhoneを使った重力加速度の測定実験


ストロボ写真は部屋を暗くして、機材を用意してと、
気楽に取ることができません。

それに対して、先日紹介をしたモーションショットというアプリ
(デジカメ版もあり)を使えば、もっと気楽に運動の様子を分析することができます。

今回は重力加速度の測定をモーションショットを使って行ってみました。

まずは実験です。木の棒に50cmの印をつけました。
この印は、上から全部振る必要はありません。

地図のように縮尺がわかればそれでOK。

そしてその木の棒をもって、生徒に椅子の上にたってもらって
ボールを自由させました。

IMG_6452

棒は私がとりあえず立てて持っていますが、縮尺になるだけなので、
ボールの近くにおいてあれば別に立てておく必要はとくにはありません。

また棒の印をつけた位置から落とす必要もありません。

この様子を全員で確認して、ボールとボールの時間間隔をアプリで確認します。
すると0.14秒間隔で残像が残っていることがわかりました。

その後、この画像をカラー印刷します。
そしてそれぞれの残像のもっとも下の場所に線を引き、

残像と残像のボールの間隔(cm)を測ります。

スクリーンショット_2015-08-28_0_07_10

また棒の印をつけた長さを測り、それが50cmであったので、
その値から、先ほどのボールの間隔をm単位になおしていきます。

スクリーンショット 2015-08-27 23.52.01

最後は電卓をつかって、変位、速度、加速度をもとめてきます。

実際に計算をしてみると、加速度が9.5[m/s^2]となりました。
誤差が大きいですが、記録テープと同じくらいの精度で求めることができました。

この実験の良い所は、見ていて行っていることが非常にわかりやすいということにあります。
中学校で記録テープをやったあとは、今度はモーションショットをつかったストロボ写真解析も
面白いと思います。

ナリカのイージーセンスと合わせて使っていくと、データ数も増えて、
やっていることもわかるし、計算もできるようになるのでエクセル処理なども
面白いかもしれませんね。

今度はそちらに挑戦をしてみたいと思います。

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