一般小学生
まとめ
【定義】
地面と平行な方向。物体を水平に投げ出した際、空気抵抗を無視すれば、物体はこの方向には等しい速さで運動を続ける性質を持つ。
まとめ
水平方向に投げ出された物体は、水平方向には等速直線運動を行い、垂直方向には重力加速度による加速運動を行う。ふり子の衝突実験において、おもりの位置を高くする、あるいは重量を増すことで衝突時の衝撃は大きくなり、弾き出された物体の水平方向への飛距離は増大する。
解説
物体を水平に投げ出したときの運動は、水平方向と垂直方向の二つの成分に分解して考えることができる。水平方向には推進力を妨げる力が働かないと仮定した場合、慣性によって等速で進み続ける。これに対し、垂直方向には重力が作用するため、自由落下と同じく時間とともに速度が増していく。
ストロボスコープを用いた連続写真等の観測によれば、水平方向の移動距離は一定間隔を維持するが、垂直方向の間隔は時間とともに拡大し、結果として物体は放物線を描いて落下する。
また、ふり子を用いたエネルギーの伝達実験では、物体の運動エネルギーの大きさが飛距離に直結する。ふり子を離す位置が高いほど、またはおもりの質量が重いほど、衝突直前のおもりの速度やエネルギーが増大するため、衝突された物体が水平方向に移動する距離は長くなる。
補足
空気抵抗がある現実の環境下では、水平方向の速度も次第に減衰する。
参照: 学習指導要領準拠資料
小学生のみなさんへ
地面と平らな向きのことを「水平方向（すいへいほうこう）」といいます。
ボールを横になげると、横の向きにはずっと同じ速さで動こうとしますが、たての向きには地面に近づくにつれて、どんどん速くなりながら落ちていきます。ストロボ写真で動きを見ると、横の移動はいつも同じ間隔ですが、たての移動はだんだん間隔が広くなっていくことがわかります。
ふり子を玉にぶつける実験では、重いおもりを使ったり、高いところからおもりをはなしたりするほど、ぶつかったときの力が強くなります。その結果、ぶつかった玉が水平方向に飛ぶ距離も長くなります。
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