中3物理【速さ(ストロボ写真)】

このページでは、ストロボスコープ(ストロボ写真)やデジカメの連写機能をつかった速さの測定について説明しています。

記録タイマーをつかった速さの測定については→【速さ(記録タイマー)】←をご覧ください。

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1.運動のようす

■運動の要素
運動(物体の動き)には向き速さがある。

 

 

例として自動車で家から遠くに行くまでを考えてみましょう。

 

まずはじめ車は止まっています。
・アクセルを踏むと少しずつスピードが上がっていきます(速さが増加)。
・その後、赤信号があればブレーキを踏んで車を止める(速さが減少)。
・左に曲がるカーブがあればハンドルを左に回して…(向きの変化)

 

このように物体の動き=運動には「速さ」と「向き」の2つの要素があります。

 

POINT!!

運動のようすを考えるときには「向き」と「速さ」を考えよう!

 

2.速さ

■速さ 
単位時間あたり(1秒・1分・1時間あたり)に進む距離のこと。

「5m/s」は1秒間に5m進むことを意味する。
「32km/h」は1時間に32km進むことを意味する。
「分速240m」は1分間に240m進むことを意味する。

 

 

 

■瞬間の速さ
物体が、一瞬一瞬で持つ速さ。
(例)
車に乗っていると運転席のそばで速さが表示されています(スピードメーター)。
一瞬一瞬で速さが変化していますが、この速さを瞬間の速さといいます。

 

 

 

■平均の速さ
速さの問題を考えるとき
「途中でブレーキを踏んだ」「赤信号になった」とか考えませんね。

 

速さを計算するには
スタートからゴールまでどれだけ時間がかかったのか
どれだけの距離を動いたのか
のみを見ます。

 

途中の速さの変化は一切無視して求める速さのことを平均の速さといいます。

 

※「平均の速さ」は今までやってきた速さの求め方と同じ
$$平均の速さ=\frac{距離}{時間}$$

※「瞬間の速さ」求め方は?
ちょっと発展的内容になりますので→【瞬間の速さ】←を参考に。

 

POINT!!

速さとは、1秒あたり・1分あたり・1時間あたりの移動距離のこと!

平均の速さの求め方は、ふつうの速さの求め方と同じ(速さ=距離/時間)!

 

3.ストロボ写真を使った速さの測定

速さを測定する方法は2つ。
①ストロボ写真(デジカメやスマホカメラの連写機能)を使う方法
②記録タイマーを使う方法

 

ここではストロボ写真(デジカメやスマホカメラの連写機能)を使った場合の速さの測定方法を説明します。

※記録タイマーをつかった速さの測定については→【速さ(記録タイマー)】←をご覧ください。

 

 

ストロボ写真とは「デジタルカメラとかスマホのカメラの連射機能を使って撮る」というイメージを持ってください。

 

 

例えば転がるボールをカメラの連射機能を使って撮影した場合。

「0.1秒ごとにシャッターを押す」のような連射設定が必要ですよね。

 

 

そのような設定のもと次の写真が撮れたとしましょう。

なぜ何個もボールが写ってるのでしょうか?

 

 

短い期間での連射だから、少し前のが写ったままになっています。

AからBまで0.1秒ごとにシャッターを押しています。

 

つまりボールはAからBまで行くのに0.1秒かかったということになります。

同様にBからC、CからDまで行くにもそれぞれ0.1秒かかっています。

あとは↓の図のようにA~Dの間の長さがわかれば平均の速さを求めることができます。

ではAからBに行くまでの平均の速さは

$$平均の速さ=\frac{8cm}{0.1秒}=80cm/s$$

となります。

 

 

次にBからDに行くまでの平均の速さは

$$平均の速さ=\frac{(10cm+12cm)}{0.2秒}=110cm/s$$

となりますね。

 

POINT!!

ストロボの問題は、超高速でシャッターを押している。

何秒間隔でシャッターを押しているかをチェック!

記録タイマーをつかった速さの測定については→【速さ(記録タイマー)】←をご覧ください。

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