学習目安 | 小: A | 中: B | 高: C

10往復するのにかかる時間

一般小学生

まとめ

10往復するのにかかる時間
振り子1往復の時間を正確に求めるために、10回分の揺れをまとめて計測した合計時間
  • 測定時に生じる反応速度の誤差を最小限に抑えるための工夫
  • 計測値を10で割ることで、1往復あたりの周期を算出する
  • 理科の実験において測定精度を高めるための基本的な手法

解説

振り子の実験において、1往復の時間を直接測ることは困難です。なぜなら、人間がストップウォッチのボタンを押す際には必ず「反応時間」によるわずかなズレが生じるからです。このズレは通常0.1秒から0.2秒程度ですが、1往復の時間が短い場合、この誤差が結果に大きな影響を与えてしまいます。

そこで、10往復分の時間をまとめて計測し、その値を10で割るという手法がとられます。これにより、1回あたりの測定誤差を10分の1に薄めることができ、より信頼性の高いデータを得ることが可能になります。

比較項目 1往復のみ計測 10往復まとめて計測
反応誤差の影響 非常に大きい 10分の1に軽減される
データの信頼性 低い(ばらつきが多い) 高い(安定している)
主な目的 簡易的な動作確認 正確な周期の算出
コラム

実験の精度をさらに高めるためには、10往復の測定を3回程度繰り返し、その平均値を採用することが一般的です。また、振り子の周期は「振り子の長さ」のみによって決まり、おもりの重さ振れ幅(振れ角が小さい場合)には依存しないという性質があります。この法則を確かめる際にも、10往復の計測は必須のテクニックとなります。

小学生のみなさんへ

ふりこが1回いって帰ってくる時間を「周期しゅうき」といいます。でも、1回だけの時間をストップウォッチではかるのは、とてもむずかしいです。人間がボタンをおすときには、どうしても少しだけズレてしまうからです。

そこで、10回分をまとめてはかって、あとで10でわ算をします。そうすると、ボタンをおすときのズレが小さくなって、正確せいかくな時間を知ることができます。理科の実験では、このように工夫して誤差ごさを少なくすることがとても大切です。

ルラスタコラム

どうして「10回」なのでしょうか?それは、10でわ算をするのが一番かんたんだからです。小数点を左に1つ動かすだけで、すぐに1回分の時間がわかりますね。計算ミスをふせぐための知恵でもあるのです。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 振り子の実験で、1往復ではなく「10往復するのにかかる時間」を測定するのはなぜですか。
ストップウォッチを操作する際の反応速度による測定誤差を小さくし、1往復あたりの時間をより正確に求めるため。
【応用】 ある振り子の10往復の時間を測ったところ、15.0秒でした。この振り子の長さを4倍にしたとき、10往復の時間は何秒になると予想されますか。
30.0秒(振り子の周期は長さの平方根に比例するため、長さが4倍になると周期は2倍の1.5秒になり、10往復では15.0秒の2倍の30.0秒となる)。
【実践】 10往復の時間を3回測定し、12.4秒、12.7秒、12.4秒という結果を得ました。この実験結果から導き出される1往復の時間は何秒ですか。小数第2位まで求めなさい。
1.25秒(3回の平均値である12.5秒を10で割って算出する)。

記事の内容に誤りがありますか?

⚠️ 修正を提案する
ルラスタマップ (3層表示) フルサイズで表示 (5層) ↗
マップを生成中…

最近見た用語
履歴をチェックしています…