中3理科「台車の運動」のポイント!運動の向きの力といろいろなグラフ

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中学3年で学習する台車の運動では、2つのポイントをマスターすると差をつけることができます。それは、「運動の向きの力」と台車の運動に関する「グラフ」です。今日は、この2点に絞って解説します。

台車の運動のポイント

台車の運動では、記録タイマーでの速さの計算の他に、生徒がよく間違える内容として、運動の向きの力グラフがあります。これまでの経験で、ここの正答率は5割ほどになります。つまり、実際の入試では点数に差が付きやすい問題で、合否を分ける問題ともいえます。台車の運動を学習するときは、ここを必ずマスターするようにしましょう。

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運動の向きの力

斜面を下る台車の運動では、台車の速さがしだいに速く(大きく)なっていきます。摩擦がない水平面上では、台車の速さが一定になり等速直線運動を行います。ここまでは、誰でも理解ができるのですが、なぜそうなるかを答えられる生徒はなかなかいません。

入試では、この台車にはたらく力について問われますので、ここをしっかりと押さえましょう。

台車の運動 運動の向きの力

運動の向きと同じ向きに力がはたらくと、台車の速さが速くなることがわかります。運動の向きと逆向きに力がはたらくと、台車の速さが遅くなることもわかります。また、台車に力がはたらかない場合は、台車の速さが変化しないこともわかりますね。

更にポイントになるのは、斜面を下りだんだん速くなる運動をするとき、一定の大きさの力がはたらき続けることです。台車の速さはしだいに速くなりますが、運動の向きの力は一定の大きさで変化しないのがポイントです。

台車の運動とグラフ

次にポイントになるのが、台車の運動に関するグラフです。時間が経過すると台車の速さがどのように変化するのか、移動距離がどのように伸びていくのかなどのグラフがよく登場します。下の3つのグラフがわかれば完璧です。

台車の運動 グラフ

速さのグラフでは、面積が移動距離を表していることも分かれば完璧です。また、移動距離のグラフでは、その傾きが速さを表していることもわかりますね。

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