授業での活用例~Ⅱ.糸に吊るされた物体の運動の3段階の変化~


授業での活用例

※Interactive Physicsの活用例をいくつか紹介します。あくまでもひとつの例であり,こちらに記したもの以外にもさまざまな場面で活用することが可能です。

Ⅱ.糸に吊るされた物体の運動の3段階の変化

物体を糸に吊るします。この物体に水平方向の初速度を与えて運動させます。
初速度が小さいときには,物体は振り子運動をします。しかし,初速度がある値を超えると,糸が途中でたるむ運動に変わります。さらに初速度を大きくすれば,やがて糸がたるまず円運動を続けるようになります。
例えば,糸の長さが 1 m の場合,
① 初速度がおよそ 4.4 m/s より小さければ振り子運動
② 4.4 m/s より大きく 7.0 m/s より小さければ途中で糸がたるむ運動
③ 7.0 m/s より大きければ円運動
というように変わります。

これは,教科書の問いや問題集,入試でも頻出の典型問題ですが,実物を使ってこの運動を再現するのはなかなか難しいかもしれません。しかし,Interactive Physicsを使えば容易に再現できます。
また,Interactive Physicsを使えば初速度の値を自由に設定したり,速度をベクトル表示して可視化したりすることもできます。

授業では,初速度を大きくしていったときに物体の運動がどのように変わるのかを考えさせ,その後にシミュレーションによって確かめるといった活用ができます。
生徒に考えさせたあと,シミュレーションを見せることでイメージを定着させることができます。
また,「初速度を大きくしたらどうなると思う?」「私はこうなると思う」といった議論を教師と生徒,生徒同士で行いながら探究活動的に学ぶときにも,シミュレーションを有効に活用できます。