息子が、小学校でやったというテストを見せてくれました。何を書かせたいのかよくわからないので困るとのこと。
(新学社・+活用理科α もののせいしつ・1 3. 空気と水)
左下の図で、抜弾抵抗が一定とするならば、アイウとも玉が発射される際の初速は一定であり、玉の重量、空気抵抗が一定ならば飛距離も一定ではないのか。
それともシリンダー内圧が抜弾抵抗を超えるのはウだけという設定なのか? 玉を抜弾抵抗以外の力で固定しておいて、発射時に解放する仕組みなのか?
でも解答例だとウがシリンダー内圧が一番大きいから飛距離が一番大きいとある。抜弾抵抗をアイウで変えてあるのか?
Facebookで諸賢の知恵を集めた結果
・ピストンをゆっくり押し込んで行く場合、玉は同じシリンダー内圧で発射されるので、飛距離は同じである。
・玉の装填位置より先にもパイプ(=銃身)がある場合、抜弾後も玉は空気によって銃身内で加速されるので、シリンダー容量の大きなウの方が飛距離は伸びるはず。
・ピストンを一気に押し込んだ場合、抜弾抵抗を遥かに超える力が一気に玉にかかるので、シリンダー容量が大きい(=より多くの運動エネルギーをシリンダー内の空気に貯蔵出来る)ウの飛距離が伸びるはず。
という結論になりました。
近代においては弾道学が微積分の発展の原動力になったという話は広く知られていますが、微積分以外にも、銃砲には科学ロマンがあることがわかりました。
あ、論点ズレた。
なお、新学社のウェブサイトでこの問題について問い合わせを送信しようとしましたら
「お問い合わせの内容が長すぎます。」
というクールな文章が表示されて終了でした。気が利いてるね。教師というのは児童生徒学生の質問には丁寧に時間をかけて向き合わなければいけないのですが、教材屋は教師じゃないもんな。