4 斜面上や水平面上の小球の運動について調べるため,次の(実験1]と(実験2] を行った。
ただし、小球にはたらく摩擦力や空気の抵抗は無視でき,小球は運動している間,斜面や水平面か
ら離れることなく,また,斜面と水平面がつながる点をなめらかに通過するものとする。
0 図1のように,水平面上の点Aから続く斜面をつくった。
小球を,水平面から高さ10cmの斜面上の点Pの位置に置いて手で支えた。
小球を支えていた手を静かにはなしたところ,小球は斜面を下り,斜面と水平面
が交わる点Aと,点Aから80cm離れた水平面上の点Bを通過した。このとき,手を
はなした後の小球の運動のようすを,1秒間に500回の割合で発光するストロボスコー
プの光を当てて写真撮影した。
0 次に,小球を,水平面から高さ20cmの斜面上の点Qの位置に置いて手で支えてか
ら、3と同じことを行った。
6 さらに,斜面の傾きを変え,水平面からある高さの斜面上に小球を置いて手で支
えてから,のと同じことを行った。
(実験1)
図2は、(実験1]のので, 水平面上を運動している小球を撮影したストロボ写真の一部を模式的
に表したもので、水平面上に置いたものさしの目盛りと小球の位置との関係を示している。
また、図3は、(実験1)のので,小球が動き出してから点Bに到達するまでの運動について,
横軸に小球が動き出してからの時間(s)を,縦軸に小球の速さ (m/s) をとり,その関係をグラフ
に表したものである。
図1
20cm
10cm
B
図2
80cm
0cm
lcm
2cm
3cm 4cm 5cm 6cm 7cm 8cm
9cm
10cm
Ilcm
3
4.0
3.0
さ
2.0
(m/s)
1.0
0
0.5
1.0
1.5
小球が動き出してからの時間(s]
0 (実験1)の後,斜面の角度を(実験1]ののと同じにして、図4のように,斜
面上の点Cから点Dまでの水平面と,点Dから点Bまでの斜面をつくった。ただし、
点Cと点Dの間の長さは80cmである。
【実験2)
図4
20cm
B
80cm
