香川県藤井高等学校
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香川大学創造工学部特別講義

12月10日、ユリーカコースの高校3年生の物理履修生徒と高校1年生の物理に興味がある生徒を対象に、香川大学創造工学部の石原秀則准教授による特別講義がありました。3回目の最終回は「物理の数学的表現Ⅲ」として、「物体の運動を数式で表す」を講義していただきました。物理と数学の関連性について、運動や力の数学的表現だけでなく、振動と数学がどのようにつながるのか、振り子を使った実験で考えてみました。

 

最初に、振り子実験装置能の制作に取り組みました。厚紙で台座を作り、オモリを付けた割り箸を取り付けていきました。オモリを割り箸に取り付けるための釣り糸の調整が難しかったようです。次に、制作した振り子実験装置を使って、振り子の挙動を調べました。それぞれの実験装置の振り子の長さを計るとともに、10回往復する時間を計りました。その後、その全員のデータをとりまとめて一覧にすると、振り子の長さと10回往復する時間に正の相関関係があることが確認できました。一方で、微分方程式を解くことにより、周期は振り子の長さのみで決まることが示され、振り幅が周期に影響を与えないことを知りました。振り幅が大きくなると速度が速くなるイメージと一致しており、数式を物理的観点からとらえることで、数式の間のつながりが気づきやすくなることを理解しました。

 

3回にわたる特別講座により、生徒たちは工学系統の実験のあり方を体験し、将来の進路を含めて深く考えるところがあったようです。

(文責:高校教員)