授業での活用例~Ⅴ.2つの球の水平面上での弾性衝突~


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。

Ⅴ.2つの球の水平面上での弾性衝突

水平面上で静止している球Bに,初速度を与えられた球Aが弾性衝突する場面を題材とします。

このとき,衝突後のAの運動は
① 速度の向きを変えず減速する
② 静止する
③ 速度の向きを変える
のいずれかになりますが,どのような条件の違いでこの3つの場合に分かれるのかを考えさせることができます。
Interactive Physicsを使って,2球の質量を自由に変えながら何度も再現して見せることで,条件に気づかせることができます。
この題材は実物を使って再現することも可能ですが,弾性衝突するいろいろな質量の球を準備するのは大変です。Interactive Physicsであれば,反発係数,球の質量などを自由に設定できるので,いろいろな条件で何度も試すことができます。
また,Interactive Physicsでは速度,加速度,力などのベクトルを表示しながらシミュレーションできます。この題材では,AとBの速度ベクトルを表示しながらシミュレーションすることで,感覚的な理解をより深められます。

さらに,2球の質量が等しい場合については,A,Bともに初速度がある場合を考察させることもできます。この場合も,いろいろな初速度を与えて再現して見せることで,質量の等しい2球が弾性衝突すると速度が入れ替わることを理解させられます。