この実験について
どちらの車がいちばん遠くまで転がるでしょうか？本を何冊か積み重ねて坂道を作り、おもちゃの車を走らせて、床の上をどれくらい進むか測ってみましょう。坂道が急なほど車のスピードは速くなり、カーペットやタオルのようなざらざらした表面は車の動きを遅くします。2台の車を並べて走らせ、公平な実験になるよう一度に1つだけ条件を変え、毎回の結果を表に記録しましょう。
学習目標
- 坂道の高さによって車が転がる距離がどう変わるか説明する
- 滑らかな表面とざらざらした表面が、動いている車をどのように遅くするか比べる
- 摩擦を、物の動きを遅くする力として説明する
- 一度に1つだけ条件を変えて、公平な実験を計画する
- 結果を表に記録し、それを使って問いに答える
使い方
- 1最初の設定で2台の車を走らせましょう。どちらの表面だと車はより遠くまで転がりますか？
- 2両方の表面を同じにしましょう。車Bより車Aに多くの本を使います。どうなりますか？
- 3本を1冊使った坂道で、車Bをタオルの上に走らせましょう。どうしてまったく動かないのでしょうか？何冊の本が必要ですか？
- 4本は同じままにして、車Bであらゆる表面を試しましょう。表面を、最も滑らかなものから最もざらざらしたものへと順に並べましょう。
- 5結果の表を見てください。本と表面を同時に変えたら、公平な実験と言えるでしょうか？
モデル
前提条件
- 斜面の長さは1 mで、本は1冊につき厚さ5 cmです。同じ表面が斜面と床を覆っています。
- 各表面は、木材の4 %からサンドペーパーの24 %まで、車の重さに対して一定の割合で車を減速させます。空気抵抗は無視します。
- 本を見やすくするため、高さは実際の3倍の大きさで描かれています。床は6 mのところで終わります。
授業で試してみましょう
- Q1車がカーペットよりも木材の上で遠くまで転がるのはなぜだと思いますか？
- Q2斜面がとても急だったら、どうなるでしょうか？
- Q3実験を公平にするために、同じにしておかなければならないものを1つ挙げてください。
- Q4道路の表面がざらざらしているのはなぜでしょうか。また、滑り台が滑らかに作られているのはなぜでしょうか？
- Q5同じ坂道でも、実際の車が2台ともまったく同じ場所で止まらないことがあるのはなぜですか？
よくある質問
実際の教室では、どのように実施すればよいですか？
板または丈夫な厚紙、本を積み重ねたもの、おもちゃの車を用意します。坂の下の床にさまざまな素材を貼り、車を押さずに放して、巻き尺で測ります。それぞれのテストを3回繰り返します。
本が1冊だけのとき、ざらざらした面で車が動かないのはなぜですか？
ざらざらした面との摩擦が、このようなゆるやかな坂を下る重力による力より大きいため、車は止まったままです。坂を急にすると、坂を下る力が大きくなります。
公平なテストとは何ですか？
面の種類など、変えるものを1つだけにして、ほかの条件はすべて同じにするテストです。車、本の数、スタート地点を同じにします。そうすれば、変えたことが結果の違いを引き起こしたとわかります。