ドラえもんから三角関数が!回転テーブルと単振動の実験

LINEで送る
Pocket

 

 

 

スクリーンショット 2015-09-13 21.17.52

単振動と円運動の関係を説明するときに、みなさんはどのようにして説明をしていますか?

私はいつも困っていました

等速円運動の様子と、そのときの影の動きを作図しながら説明をするのですが、
一部の生徒には伝わっても、全体にはなかなか伝わらなかったからです。

どうやれば、円運動の影としての単振動を、生徒全員にうまく伝えることができるのだろう?

そんなとき、やはり実験を目の前でやって、全員でどんな作図をしていきたいのか、
それを確認するのがベストだなと思い、回転テーブルとiPhoneを使って実験をしました。

それが好評だったので、みなさんにも共有したいと思います。
なかなか回転テーブルは自宅にはないでしょうが、傘を等速で回して行うことで
同じことができます(実際にやってみました)ので、お試しください。

科学のレシピ

用意するもの:回転テーブル(または傘)、目印、iPhoneまたはiPad(超速300連射)

手順:

用意するのは回転テーブルです。まずはじめに回転テーブルの1点に人形をつけます。

スクリーンショット 2015-09-13 21.17.52

そして、スイッチをいれて回転テーブルを回します。この様子を横で見ながら、
iPhoneアプリ「超速300連射」を使います。

1

このアプリを使えば、最速1/30秒で、連続写真をとることができて便利です。

今回は1/10秒に1回を30枚にセットをして撮影をしました。

スクリーンショット 2015-09-13 21.17.06

スクリーンショット 2015-09-13 21.17.25

撮影後に黒板に直接映像を投影します。そして、グラフをチョークで引いて、
x-tグラフを作ります。

スクリーンショット 2015-09-13 21.17.30

あとは1/10秒ごとにドラえもんの位置をプロットして、結ぶときれいな
正弦関数になります。

この様子をみていて、生徒が驚きの声をあげてくれました。

またそのあとにナリカのイージーセンスをつかって、
実際に単振動の様子を距離センサーで確認をしました。

キャプチャ

この演示実験をおこなってから、単振動の単元に入ると、すんなりと入ることができました。

ご家庭で傘で行う場合には、傘のさきに小さなビーチボールかまたは水風船をつけて、
等速でまわしながら写真撮影を行ってください。

おもったりもずっときれいに正弦波が現れるので、驚くとおもいます。

iPhoneやiPadがあると、おてがるに実験ができるのが良いところですね!

みなさんは単振動に入るときに、どんな工夫をしていますか?ぜひ教えて下さい(^^)

ニュースレター

・ニュースレターはブログでは載せられない情報を配信しています。


 


プロフィール

桑子 研
桑子 研理科教師。全国で教員向けの物理実験講座、ICT活用講座、子供向けの科学実験講座、時短セミナーなどを行っている。著書は『大人のための高校物理復習帳』(講談社)など10冊。

科学実験講座のお申込み

教師のための理科実験講座を開講しています。明日から使えるおてがるなものを中心に、実験を体験できる講座です。

5/19(金) C 力学① (ビースピ・iPad等)
7/21(金) C 波動① (気柱の共鳴等)
7/29(土) A 力学② (力学台車の活用)
7/29(土) B ICTの活用 (電子黒板等)