「中央時刻」をマスターせよ！記録タイマーとv-tグラフの作り方

サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。

理科の実験データをグラフにする際、「点はどこに打てばいいの？」と迷ったことはありませんか？特に「速さ」のグラフを描くときには、ちょっとしたコツがいります。このコツを知っているかどうかで、運動の様子を正しく捉えられるかが決まると言っても過言ではありません。今回は、グラフ作りの最も重要なルールである「点の打ち方」について詳しく解説しましょう。

区間の「真ん中」をとる理由

例えば、記録タイマーのテープを使って、時刻0秒から0.1秒までの間の「平均の速さ」を求めたとしましょう。 このとき、グラフ上のどこに点を打つべきでしょうか？

0秒のところ？それとも0.1秒のところ？ 正解は、その中間である「0.05秒」の地点です。

なぜなら、ここで求めた速さは、0秒から0.1秒の間ずっとその速さだったわけではなく、あくまでその区間を「ならした（平均した）」ものだからです。 スタート（0秒）でもゴール（0.1秒）でもなく、その区間を代表する時刻として、真ん中の時刻を採用するのが、科学的に最も理にかなった表現方法なのです。

「中央時刻」という考え方

このように、ある時間の幅（区間）の中央の値のことを、理科の言葉で「中央時刻」と呼びます。平均の速度をグラフに描くときは、必ずこの中央時刻に対する速度として点を描くというルールを覚えておきましょう。

0秒〜0.1秒の平均の速さ → 0.05秒（中央時刻）の上に点を打つ

このように点を打っていくことで、ガタガタしたデータが滑らかにつながり、物体の動きの変化（加速しているのか、減速しているのか）が、より正確に見えてくるようになります。 これは将来、高校物理や数学で学ぶ「微分（びぶん）」という考え方にもつながる、とても大切な基礎テクニックなんですよ。

「なぜ0.05秒のところに点が打ってあるのか？」 その理由が分かった今なら、グラフの意味がこれまでよりもずっと深く理解できるはずです。ぜひ、手元のデータを使って、美しい「運動のグラフ」を完成させてみてください。

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