運動とエネルギーで使ってみよう
 鏡で的あて

 半円レンズの屈折

 沸騰

 偶力

 身長と足裏の圧力

 Gの位置エネルギー

 コーラで上がるGの数

 マウスの落下運動

 鳥から玉の落下運動

 おもちゃ車走行記録

 坂の等加速・等速・減速



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 鏡で的あて   青い鏡に光を反射させ、怪獣に光を当てましょう。  
 鏡で的あて.mwx へのリンク 
    鏡で的あて.zip へのリンク


(1)青い鏡をクリックした後で、「光向き変更」ボタンで、鏡の向きを変えます。
(2)青い鏡はドラッグして移動できます。
(3)「点灯」ボタンで光を発射します。
  
光のカメの鏡のカメの衝突判定をして、反射させています。どのカメにぶつかっても衝突判定ができるのは、追加設定のある日本版のマイクロワールドだけです。
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 半円レンズの屈折   背景の色が変化する場所でカメが屈折します。  
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    半円レンズの屈折.zip へのリンク


(1)「開始」ボタンをクリックして、2匹の光カメを発射します。
(2)写真の光の道筋の上を2匹の光カメが動きます。
(3)「写真、 隠れる」で写真を消してみると、色が変化するところで、屈折することがわかります。
※色を変えると屈折率が変わります。
  
カメは下の色を判定して、速さを変えています。2匹のカメが互いに協調しながら、進んでいるので、速さが変わる位置で曲がります。
屈折するためのプルグラムがたった1行で作られているアイデアプログラムです。
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 沸騰  温度が低いときは蒸発が少なく、温度が上がると蒸発が増えて沸騰になります。  
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    沸騰.zip へのリンク


(1)「過熱」ボタンをクリックすると、過熱が始まり、容器の中の水分子カメが動き始めます。
(2)「温度」を上げると、水分子カメの動きが激しくなり、容器から出ていきます。
  
ランダムに動くことで熱運動としています。衝突判定領域を超えてしまったとき蒸発となります。
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 偶力   中心からずれて両側に引いたときの回転して、作用点が一直線になります。  
 偶力.mwx へのリンク 
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(1)「左右に引く」ボタンをクリックしすると、宇宙飛行士が回転します。
(2)「戻す」ボタンを左クリックすると、元の位置に戻ります。
  
偶力による回転を図形を切り替えるだけで簡単に表現しています。
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 身長と足裏の圧力  体が大きくなると、足裏の圧力が大きくなることがわかります。  
 身長と足裏の圧力.mwx へのリンク
    身長と足裏の圧力.zip へのリンク


(1)「身長2」ボタンで身長が2倍になります。
(2)身長が4倍になったときの体の体積、体重、表面積、足裏の面積の変化を見ます。
(3)「身長3」「身長4」でも同様に変化を見ます。
  
大きな動物は、体の割に足が太い理由がわかります。
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 Gの位置エネルギー  位置が高くなると、位置エネルギーが増えることがわかります。  
 Gの位置エネルギー.mwx へのリンク 
    Gの位置エネルギー.zip へのリンク


(1)「上げる」ボタンをクリックして、移動距離、仕事の変化を見ます。
(2)「落とす」ボタンをクリックして、元の高さに落とします。
  
壁を登る虫の位置エネルギーは、体重と高さに比例することがわかります。
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 コーラで上がるGの数   コーラ1滴のエネルギーで1m上がることができるゴキブリは何匹でしょう。  
 コーラで上がるGの数.mwx へのリンク
    コーラで上がるGの数.zip へのリンク


(1)「絵を消す」ボタンを左クリックして、絵を消します。
(2)「基本模様」ボタンを左クリックして、うずを1個だけ作ってみます。
(3)「連続模様」ボタンを左クリックして、うずを連続して作ります。
  止めるときは、もう一度「連続模様」ボタンを左クリックします。
  
コーラのカロリーが位置エネルギーに100%変換できたらとしています。
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 マウスの落下運動   コンピュータマウスを坂から落としたときの運動の様子です。  
 マウスの落下運動.mwx へのリンク 
    マウスの落下運動.zip へのリンク


(1)「実験開始」ボタンをクリックしてマウスカーソルを落下位置にします。
(2)マウスをCDケースぐらいの平らな板の上に置き、CDケースを傾けます。
(3)マウスを左クリックしたら、手を放して、マウスをCDケースから滑り落とします。
(4)マウスが動くと、計測が始まります。すぐに計測が終了されます。
(5)「速さの変化」ボタンをクリックすると、棒グラフが描かれます。
  
かつてBASIC言語で作った無線マウスの落下運動の様子を記録するプログラムをLogo言語に変換してみました。
等加速度運動を記録するので、比例のグラフができるはずですが、マイクロワールドは、インタープリタなので、きれいなグラフが見られるまで何度かやってみる必要がありました。
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 鳥から玉の落下運動  鳥が落とした物体が放物線を描きます。  
 鳥から玉の落下運動.mwx へのリンク 
    鳥から玉の落下運動.zip へのリンク


(1)「開始」ボタンをクリックすると、鳥が水平に等速運動します。
(2)「投下」ボタンをクリックすると、鳥かボールが落下します。
 ボールは、鉛直方向に等加速度運動するので軌跡は放物線になります。
(3)地面に落ちたボールは、鳥と同じ位置を等速運動します。
  
Logo言語では、等加速度運動を再帰プログラムにすることで簡単にできます。
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 おもちゃ車走行記録   ゼンマイカーを走らせて、運動の様子を調べよう。  
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    おもちゃ車走行記録.zip へのリンク

(1)廊下でおもちゃのゼンマイカーを走らせます。
(2)1秒おきにおもちゃの位置をマークします。
(3)マークした距離を1秒、2秒・・・の欄に記入します。
(4)「旗移動」ボタンをクリックすると、その位置に旗が移動します。
(5)「車を走らせる」ボタンをクリックすると、その速さでが走ります。
(6)をクリックすると、棒グラフが描かれます。
  
廊下を走るゼンマイカーの位置を1秒おきに10秒間マークするには、10人が必要になります。
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 坂の等加速・等速・減速  下り坂に落としたボールは、坂を上り、落としたときの高さまで上がります。  
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    坂の等加速・等速・減速.zip へのリンク


(1)をマウスでドラッグし、「投下」ボタンをクリックして落とします。
(2)は、坂を転がり落ち、投下したときの高さまで坂を上ります。
  
ボールが進む方向で、三角関数を使って重力の分力を計算しています。
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