力学
月面での落下
弱い月の重力ですべてがスローモーションで落ちるのを観察してください。
月面での落下 — インタラクティブな力学シミュレーション。弱い月の重力ですべてがスローモーションで落ちるのを観察してください。 ブラウザで使える無料の仮想物理実験室。SI 単位のライブ測定とガイド付きチュートリアルを備えています。
月の重力
重力加速度は天体によって異なります。月では g ≈ 1.6 m/s² で、地球よりはるかに小さいです。
同じ物体でも月の重力では落下に時間がかかり、着地も穏やかです。地球と月のプリセットを比較すると、g は物体ではなく重力環境の性質であることがわかります。
- g_Earth ≈ 9.8 m/s²
- g_Moon ≈ 1.6 m/s²
捜査概要
ラボを開く前に質問を計画する
このブリーフは事前レンダリングされたページを反映しています。探究の問い、競合する予測、変数の役割、支配する法則、設定、分析と発展の問いを、この順序で表示します。
運転に関する質問
月面で1 kgと6 kgの球を真空中の同じ高さから同時に放します。落下中、どちらが速く加速しますか？
検討する予測
- 重い（6 kg）球が速く加速します
- 両方が全く同じ割合で加速します
- 軽い（1 kg）球が速く加速します
可変的な役割
設定するもの：
- 質量 (m) (kg)
- 経過時間 (t) (s)
測定するもの：
- 速度 (vy) (m/s)
- 運動量 (p) (kg·m/s)
実験の進め方
- Moon Drop プリセットを開きます。軽い球（1 kg）と重い球（6 kg）が月の重力（g = 1.6 m/s²）で同時に放されます。
- 各球を順に選択し、各実行前に下の表の Mass 列に合う質量を設定します。
- 両方を放し、Time 列の経過時間で一時停止し、プローブから球の下向き速度 (vy) を読み取ります。
支配方程式
運動量 — p = m·v
運動量 p = mv は質量と速度を1つの量にまとめます。同じ時刻の落下速度は同じでも、重い球ははるかに大きな運動量を持ちます。
運動エネルギー — KE = ½·m·v²
KE = ½mv² は速度の二乗と質量に比例します。同じ速度で地面に着いても、質量が違えば運動エネルギーは大きく異なります。
印刷用ワークシートで生徒が求めるもの
- 記録した vy と質量から各行の運動量 p = mv を計算し、計算過程を示します。
- 1・2行（同じ時間で質量が異なる）と2・3行（同じ質量で時間が異なる）を比較し、速度が質量と時間にどう依存するかを説明します。
実験以外での活用
- F = ma と 重さ = mg を用いて、重い球により大きな重力が働くにもかかわらず、月で速く落ちない理由を説明しなさい。
- 同じ実験を地球で羽根とボウリング球を空気中に落として行うと、表は同じになりますか？理由を述べます。
- AP Physics 1 — Unit 1: Kinematics
- AP Physics C: Mechanics — Unit 1: Kinematics
- IB Physics — A.1 Kinematics
- General High School Physics — Motion & kinematics
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Middle School Physical Science — Gravity between objects
- Middle School Physical Science — Stored (potential) energy
- 月面落下へようこそ
- ボールを選択
- 再生
- 穏やかな月面落下
- データを開く
- 完了です！
インタラクティブなシミュレーションを開いてシーンを構築し、再生ボタンを押し、リアルタイム測定とガイド付きチュートリアルで探索しましょう。