中学校理科の力学台車を用いて等速直線運動を観察する方法

中学校第3学年では, 力学台車と記録テープを用いた実験を通して等速直線運動を学習する。しかし, いくつかある運動を阻害する要因により等速直線運動を実現することは難しい。本稿では, センサで取得したデータをワイヤレスで送信する機能を有する台車を用いて効率的に実験データを取得し, 台車が等速直線運動しない要因を(1) タイヤ内での摩擦による減速, (2) 床の凹凸により運動エネルギーが振動へ散逸することによる減速, (3) 記録テープが後方に引くことによる減速, の3つであることを明らかにした。そして, 中学校で用いる力学台車と記録テープに(1)～(3)への対策をした結果, 力学台車の等速直線運動を実現することができた。