◆問題
第２問 空気中での落下運動に関する探求について、次の問いに答えよ。
問１はこちら
問２はこちら
生徒：アルミカップの枚数ｎとｖfの測定値を図３に点で書き込みましたが、ｖf＝ｍｇ／ｋに基づく予想と少し違いますね。
問３ 図３が予想していた結果と異なると判断できるのはなぜか。その根拠として最も適当なものを、次の①～④のうちから１つ選べ。[ 12 ]
①アルミカップの枚数ｎを増やすと、ｖfが大きくなる。
②測定値の全ての点のできるだけ近くを通る直線が、原点から大きく外れる。
③ｖ1がアルミカップの枚数ｎに反比例している。
④測定値がとびとびにしか得られていない。
先生：実は、物体の形状や速さによっては、空気による抵抗力の大きさＲは、速さに比例するとは限らないのです。
解答はこのページ下に掲載します。
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◆解答
問３ 図３が予想していた結果と異なると判断できるのはなぜか。その根拠として最も適当なものを、次の①～④のうちから１つ選べ。[ 12 ]
まず、「予想」は「ｖf＝ｍｇ／ｋ」で、ｇとｋは定数なので「ｖfはｍに比例する」ということができます。
図３を見てみると、おおまかに見て、直線上に点がならんでいるように見えると思います。
その直線を左に伸ばすと、原点より明らかに上を通りそうですね。
つまり、「比例」ではなく「１次関数」に近いように見えます。
このことに近い内容を示す選択肢は・・・
①アルミカップの枚数ｎを増やすと、ｖfが大きくなる。
②測定値の全ての点のできるだけ近くを通る直線が、原点から大きく外れる。
③ｖfがアルミカップの枚数ｎに反比例している。
④測定値がとびとびにしか得られていない。
２番ですね！
次の問題→速さの２乗の場合
◆関連項目
等加速度運動、力～エネルギー、力のモーメントなど
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