「うなり」で見るイージーセンスを導入する3つのメリット!

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イージーセンスを使っていますか?

みなさんはイージーセンスを使っていますか?イージーセンスはセンサー機器で、音センサ、超音波センサ、電流センサなどいろいろなセンサーをつけて、物理量を測定することができます。

イージーセンスの3つのメリット

イージーセンスは実験用センサー機器です。イージーセンスのメリットをまとめると、

① 目には見えない物理量を可視化することができる。

② 測定時間が極端に短い現象や長い現象に対して、測定ができる。

③ データとして後に解析ができる。授業時間内で何度も実験ができる。

があります。リアルタイム測定を使えば、目の前で電流や力など目には見えない現象を可視化することが可能です。短い間隔で起こる現象について捉えることができるので、「うなり」や「電気振動」なども捉えることが可能です。また何度も授業内で繰り返して実験をすることができます。例えば記録テープをつかった物体の運動の解析実験などは、イージーセンスを使うことにより授業時間の中で20回でも、納得がいくまで測定をすることができますし、データを積み重ねて平均をとることもできます。このため国際バカロレアの教科書などを見ると、必ずセンサーを使って実験を行うように作られています(国際バカロレアの研究を参照)。

これらのメリットを知ると、イージーセンスを導入しないという選択肢はありえません。また高価ではありますが、イージーセンス3リンクスと、各種センサーを組み合わせれば、3万円程度で1つ揃えることができ、教師が1つもっているだけでプロジェクタを使って演示実験をすることが可能です。

イージーセンス公式HP http://www.easysense.jp/

イージーセンス実験集 http://www.easysense.jp/experimental-collection#buturi

今回はセンサーを使わないと捉えることがなかなかできない、「うなり」の観測方法についてご紹介します。

科学のレシピ

準備

ナリカイージーセンス3リンク、音センサ、おんさ2台またはiOS2台(トーンジェネレーター入り)

手順

① イージーセンスの設定「グラフ」を選ぶ

② 測定時間を2秒、測定間隔を500μs~5msの間に設定

1

設定例

③ おんさ2台をうならせてる。この際デジタル音で測定をしてもよい。iPad等のタブレットに2台のトーンジェネレーターアプリをいれて、デジタル音を発生させてうなりをおこします。

④ 音センサをおんさとおんさの間(またはiPadとiPadの間)において、記録ボタンを押します。

⑤ しばらく待つと、イージーセンスにうなりの波形をとらえることができます。

⑥ 端末を操作して、うなりの時間間隔を調べます。

⑦ 出している音の振動数の差の逆数をとって、うなりの時間間隔と比較します。

実際にやってみると…

実際に測定したのでその結果を例としてご紹介します。

音1 708.7 Hz 音2 713.0 Hz

音1と音2の差 4.3回(1秒間でうなりをきく回数)

イージーセンスのグラフから読み取ったうなりの間隔

2

拡大すると…

5

1つのうなりの間隔は、

242.500ms = 0.242s

※ 今回はデジタル音源を使いました。おんさをつかった場合とは、うなりの波形の様子が少しことなります。

よって1秒にうなりを聞く回数は、

1÷0.242 = 4.13回

となり、ほぼ一致をしていることがわかります。高校物理ではうなりの式の紹介のみで、うなりの時間間隔の導き方などは行わないのですが、この実験をやって興味をもたせたら、指導書などを参考にうなりの導き方の紹介を発展として見せると、興味を持ってついてきます。

センサー機材は高いので、なかなか生徒分買うということは難しいですが、教師が1つでももっておくと、授業の幅がぐ~~っと広がります。センサー機器は、実験の1つの「目」と捉えることができるので、これを使っていろいろ何ができるのかを考えることが大切ですね(^^)

みなさんはイージーセンスを何に使っていますか?もしこんな使い方がある!など、面白い使い方があったらぜひ教えて下さい!

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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。

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