高等学校「理科1」のてびき-116/133page

(演示実験)　2　自由落下と重力の加速度 (1/100秒時計を用いての演示実験)

1　ねらい

ねらいは、y=1/2gt²において、yとtを測定してgを求めさせることにあるが1/100秒時計(電気式ストップウォッチ)は、どの学校でも1基程度しかないので、教師または代表の生徒が演示実験をして時間の読み方、データの処理は全員がそれぞれに行うようにする。

2　準備

電気式ストップウォッチ、電磁石、鉄球、直流電源(6V程度)、ストップスイッチ(市販品もあるが簡単に自作もできる)、おもり。なお、電気式ストップウォッチは、最近OHP用(デジタル式)のものが市販されている。

3　方法

(1)　図のように装置を組み立てる。

ストップウォッチのスタートスイッチを押すと、ストップウォッチが動作を開始すると同時に、鉄球が落下し始める。そして鉄球がストップスイッチに落下すると、ストップウォッチは動作を停止する。これで落下に要する時間が測定できる。

重力の加速度は、おもりの質量には無関係であることを確めるために、おもりの質量を変えて実験する。時間があればyの値もいろいろに変えて実験する。

(2)　各場合についてy=1/2gt²からgの値を求める。

4　結果の処理

(測定例)

おもり	290g	130g
Y	1.096m	1.096m
t〔S〕	0.472	0.476
	0.475	0.475
	0.475	0.475
	0.473	0.475
	0.475	0.475
tの平均	0.474s	0.475g
g〔m/S2〕	g=2×1.096/0.4742 =9.76	9.71