速度合成

対象等

中学生、高校生

目的

運動している物体から、物体を前方に投げると、速度が合成されることを感覚的に確かめる

準備

ストップウォッチ、巻尺（出来れば10ｍのもの）、ボール、チョーク

実験場所

外

方法

�@　実験方法を理解したら、自分の予測値を結果の表に記入する。
　
�A　指定された場所で、スタート、５ｍ地点、１０ｍ地点にチョークで線を引く。

�B　０から５ｍ区間を助走として、５から１０ｍ区間の通過時間を測定する。

�C　�Bの値から、５ｍの間の通過速度を求める。

�D　０ｍまたは５ｍの位置で、静止の状態からボールを転がし５ｍの間の通過時間を測定する。

�E　�Cと同様にボールの速度を求める。

�F　０から５ｍの間を�Bと同様に走りながら、５ｍ地点を通過するとき、ストップせずに�Dの要領でボールを投げる。

�G　ボールが５ｍを通過するときの時間を測定し、�Cと同様に速度を求める。

�H　（�Cで求めた速度）＋（�Eで求めた速度）＝（�Gで求めた速度）
　　になれば大成功！

注意点

・　走りながら転がすことを意識すること

・　５ｍ地点で止まらずに通過しながら投げること

結果

　最初ボーリングのようにと説明したら、助走をして静止してから投げる生徒がいて、速度合成の意味が分かっていないなと確信しました

　その後、走り抜けながらということを強調して、ようやく早くなるということが数字で分かったようですが、最初と同じ早さでボールを投げたり走ったりすることが難しいので、結果の誤差は大きいです

考察応用等

・　なぜ誤差が出るのか

・　走った速さやボールのスピードを利用して、特定区間走るのに必要な時間や、1時間ボールが転がったらどのくらい進むか、というようなことを計算させています

備考

　正直なところお遊びのような実験ですが、まあ早くなるということを実感できればいいなと思っています。

　教員側としては、この実験を行う様子を見ることによって、速度合成という意味を理解しているか判断する目安になるように思います。