【中3理科】記録タイマーを使った速さの計算問題

中3理科の力学分野では、記録タイマーに関する計算問題が非常によく出題されています。記録タイマーで打点が打たれた記録テープのようすから、運動のようすを考えたり、速さの計算ができるようになっておきましょう。また、速さの単位変換も苦手な生徒が多いようです。今日はここも特訓しておきましょう。

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記録タイマー

記録タイマー

記録タイマーは、運動のようすを記録テープに打点する装置です。打点の間隔を見ることで、運動のようすがどのように変化したのかがわかるようになっています。記録タイマーは、東日本と西日本の電流の周波数の違いにより打点数が異なります。

  • 東日本:周波数50Hz→1秒間に50回打点
  • 西日本:周波数60Hz→1秒間に60回打点

記録タイマーの打点と時間

記録タイマーで台車の速さを計算するには、かかった時間と進んだ距離がわからないといけません。特に時間の見方が重要になってきます。

  • 1秒間に50回打点する記録タイマー
    1打点打つのにかかる時間は1/50秒(0.02秒)
    5打点打つのにかかる時間は0.1秒
  • 1秒間に60回打点する記録タイマー
    1打点打つのにかかる時間は1/60秒
    6打点打つのにかかる時間は0.1秒
記録タイマーで時間の考え方がわからない生徒へ!
●50回打点するのに1秒  ●50回打点するのに1秒
↓÷10     ↓÷10  ↓÷50     ↓÷50
●5回打点するのに0.1秒   ●1回打点するのに1/50秒

こう考えると、時間を簡単に求めることができます。記録タイマーで打点に必要な時間がわかったら、あとは距離を求めて計算するだけです。

記録テープから速さを求める

では、例題を解いて計算方法を確認しましょう。まずは、東日本(50Hz)の場合からです。

(例題)1秒間に50回打点する記録タイマーで、5打点間の距離が12.6cmであった。このときの台車の速さを求めよ。

まずは、記録テープを打点するのにかかった時間を求めます。1秒間に50回打点する記録タイマーですので、5回打点するのに0.1秒かかります。

記録テープ 東日本

距離は12.6cmと分かっているので、距離とかかった時間から、
12.6cm÷0.1秒=126cm/s
だと計算できます。

小数の割り算が苦手な生徒へ!
小数の割り算の場合、割る数と割られる数の両方を10倍にすると、商(答え)が変わらないことを利用して計算します。筆算で求めたりしないように!
12.6÷0.1=126÷1=126

ものすごく簡単です。慣れると問題を見た瞬間に答えが出せます。

次は、西日本(60Hz)の場合の計算練習です。

(例題)1秒間に60回打点する記録タイマーで、6打点間の距離が12.6cmであった。このときの台車の速さを求めよ。

まずは、記録テープを打点するのにかかった時間を求めます。1秒間に60回打点する記録タイマーですので、6回打点するのに0.1秒かかります。

記録テープ 西日本

距離は12.6cmと分かっているので、距離とかかった時間から、
12.6cm÷0.1秒=126cm/s
だと計算できます。東日本と結果は同じですね。

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