ガリレオの実験(斜面を転がる)

[物理:力と運動:速度と加速度:斜面上の運動]

生徒実験

特長
針金で作った斜面上を転がる滑車の運動から、等加速度直線運動の関係式が成り立つことを確かめる。ダイナミックかつ歴史的な実験なので興味深い。





用具
滑車(図1のように作っておく)、太めの針金(約10m)、たこ糸(約10m)、ストップウォッチ(9個)

方法
  1. 図2のように、教室の壁に針金を渡して斜面とする。
    1m間隔に番号をつけたたこ糸を、針金と平行に張る。
  2. ストップウォッチを持った生徒が、番号の下に立つ。
  3. 滑車を静かに手放してスタートさせ、スタートしてから各々の測定地点を通過するまでの時間を測定する。
  4. スタート地点からの距離Sと時間tをS=1/2gt2に代入して加速度aを求める。図3の表にまとめてaが一定になっていることを確かめる。これから落下運動は等加速度運動であることが証明できる。


メモ
  • スタートしたときにストップウォッチを同時に押せる練習をしておくと良い。
  • 針金はたるまないようにできるだけ強く張る。
  • ガリレオの実験の歴史的な意義についても理解させたい。

<参考文献:「教師のための理科T展開編」 橘高知義 他著 実教出版>