おもちゃが物理の先生に！プルバックカーとスマホで撮る「奇跡の軌跡」

サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。

おもちゃのミニカーがジャンプ！ その「飛んでいく姿」をスマホで撮影するだけで、物理の教科書に出てくるような、美しい「運動の軌跡」が撮れてしまうとしたら、ワクワクしませんか？今日は、身近な「プルバックカー」とスマホアプリを使って、物が飛ぶときの「放物運動（ほうぶつうんどう）」を驚くほど簡単に見える化する実験をご紹介します！

実験の準備はとても簡単！

用意するものは、たったこれだけです。

プルバックカー（後ろに引いて手を離すと走る、あのおもちゃです）

ジャンプ台（厚紙や板などでOK）

ストロボ写真撮影アプリ（iPhoneアプリの「モーションショット」など、動きを連続で撮影できるもの）

スマホで激写！これが「放物運動」だ！

さっそく実験してみると…こんな写真が撮れました！ プルバックカーが、まるで分身の術を使ったみたいです！面白い！！

別のアングルでもう一枚。こちらが、物が飛んでいくときの「放物運動」の様子です。キレイなアーチを描いていますね。

写真が語る「物理の法則」

さて、この写真から何がわかるでしょうか？

注目すべきは、プルバックカーの「横方向の間隔（かんかく）」です。 よーく見てください。写真に写った車と車の間隔が、ほぼ一定になっていることがわかりますね。

これは、物理学でとても大切なことを示しています。 物が飛んでいるとき、水平方向（横向き）には、ほとんど力が働いていない（※空気の抵抗は一旦無視します）ということです。力が働かないので、横に進むスピードは落ちずに、ずっと同じ速さ（等速直線運動）で進み続けます。だから、同じ時間で撮影すると、間隔が一定になるのです。

では、垂直方向（縦向き）はどうでしょう？ こちらは間隔が一定ではありません。上っていくときはだんだん間隔が狭くなり、頂点を越えて落ちるときは、だんだん間隔が広がっていきます。 これは、車に常に「重力（じゅうりょく）」という下向きの力が働き続けている証拠です。重力がブレーキをかけたり（上り）、アクセルを踏んだり（下り）しているわけですね。

この「横方向は一定のスピード」と「縦方向は重力で変化するスピード」という2つの動きが合わさることで、あの美しい「放物線」が描かれるのです。

写真では、ジャンプ台の角度が浅かったためか、物が真横に飛び出す「水平投射」に近い形で飛んでいきました。ジャンプ台の角度を変えると、もっと高く飛んだり、遠くまで飛んだり、軌道が変わる様子も観察できて面白いですよ！

おもちゃのプルバックカーとスマホ一つで、こんなにもハッキリと物理の法則が見えてくるなんて、驚きですよね。ぜひ皆さんも、身近なもので「運動の可視化」に挑戦してみてください！

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