ピョンキーを授業に!等加速度運動をプログラミングしてみよう!

ケン博士
サイエンストレーナーの桑子研です。

授業の中で等加速度直線運動と、等速直線運動のプログラミングを行いました。こちらの動画をまずは御覧ください。

実際にどのようなプログラムか、動かして試せるように共有してみました(フラッシュが動くPCなどでお試しください)。

https://scratch.mit.edu/projects/205911461/

プログラミングを行うためには数学の力やデザインの力など、色々な能力を向上させることができて、まさにSTEAM 教育の一つだなということを感じることができます。なんといっても生徒の吸収力の高さに驚きます。楽しみながらどんどん新しいことを試して、プログラムを組んでいく様子が見ていて頼もしく思いました。

今回出したミッションはドライアイスの動きをストロボ写真でとったあとに、その動きを再現するためにピョンキーを使ってプログラミングをするというものです。

 これが生徒が実際に撮影をしたストロボ写真

力がはたらくと、動きが変化することがよくわかります。等速(直線)運動という名前の「直線」に大きな意味を感じますね。

 ピョンキーはスクラッチと同じように、座標軸は中央がx,yの0,0となっています。そして右側がx軸の正、上側がy軸の正となっています。そのあたりを考えて、ピョンキーを左側から始めるためには-200,0にはじめピョンキーを持ってきて、そこから右に動かしていこう!ということを考えます。x座標やy座標が位置を特定するものだということに、実際にプログラミングをしてみてはじめて気がついた生徒もいました(数学だと別物だと考えてしまうようです)。

移動させながら奇跡を残していきたいので、移動しては自分の姿をスタンプし、また移動してはスタンプし、…と、自分の像を作っていきます。すると、ドライアイスの動きと同じようなストロボ写真のようなものが完成します。

そして一番難しかったのが変数の意味を理解することでした。変数は今回は「時間」を用意して、その時間がループを一回まわるごとに増えていくというものを用意しました。

こちらはピョンキー

 また動く感覚は等速直線運動の場合はx=vtなので、xとtは比例の関係にあるので等間隔となります。対して等加速度直線運動はxとtが二乗の関係にあるので、間隔がどんどん大きくなっていく運動になります。

こちらはピョン子

 自分でプログラムすることが勉強になりますね。授業でも色々と使えそうです。

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桑子 研(くわこけん)
 1981年群馬県生まれ。サイエンストレーナーとして全国で実験教室やICT活用講演会を開いている。著書は『大人のための高校物理復習帳』(講談社)、『きめる!物理基礎』(学研)など10冊。