－60－ ■ 特 集 ■
天文教育2014年3月号 Vol . 26 No. 2
宇
に お け
衝 突 現 象
教 材 化
松 原 康 浩
(
京 都 教 育 大 学 大 学 院
)
1. め に
宇 衝 突 現 象 代 表 的 し
形 成 あ 惑 星 科 学 分
実 験 室 形 成 す 実 験 手 法
研 究 さ い
学 校 現 場 宇 衝 突 現 象
興 味 持 い 生 徒 多 い 理 科 教 育
中 宇 衝 突 現 象 扱 う 少 い
そ 学 校 現 場 い 宇 衝 突 現 象
体 験 的 学 習 教 材 開 発 目 指 し
実 験 室 行 え 形 成 実 験 行
2. タ 形 成 実 験
2. 1 目 的
地 球 岩 石 鉄 隕 石 衝 突 し
形 成 さ 過 程 再 現 し
直 径 深 さ 衝 突 エ 関 係 探
目 的 し 実 験 行 粒 径
違 い 調 ほ 宇 科 学 分
応 用 し 実 験 結 果 用 い
作 衝 突 天 体 大 さ 求
2. 2 方 法
鉄 球 8.4 g 24,8 g 173.3 g 一 高 さ 0.75 m〜18.2 m 容 器 入 砂(粒
径 1 mm以 粒 径1 cm以 2種 類) 落 さ せ 実 験 行 形 成 さ
直 径 深 さ 用 い 測 し
衝 突 エ 運 動 エ (=位 置 エ
) 等 し い 衝 突 エ
鉄 球 質 落 高 度 求 さ 宇
科 学 分 応 用 し 解 析 結 果 外 挿
し 実 在 す 作 天 体 大
さ 推 し
2. 3 結 果
砂 粒 径 1 mm 場 合 1 cm 場 合
衝 突 エ 直 径 関 係
図 1 示 し 直 径 深 さ 関 係
図2 示 す 図 1 砂 粒 径 1 mm
場 合 形 成 さ 直 径 衝
突 エ 0.2945乗 粒 径 1 cm
場 合 形 成 さ 直 径 衝 突
エ 0.2813 乗 比 例 す 事 分 図 2 砂 粒 径 1 mm 場 合
深 さ 直 径
0.1582倍 砂 粒 径 1 cm 場 合
深 さ 直 径 0.1439
倍 比 例 す 分
図 1 衝 突 エ ネ タ 直 径
関 係
図 2 タ 直 径 タ 深 さ
宇 におけ 衝突現状 教材化 －61－
天文教育2014年3月号 Vol . 26 No. 2
2. 4 考 察
① 得 ら た 実 験 結 果 評 価 惑 星 科 学 分 爆 薬
形 成 実 験 エ 直 径
関 係 探 試 行 わ 火 薬
爆 発 直 径 火 薬 エ
1/3 0.333… 乗 比 例 す 言 わ
い [1] (3) 示 し 1 mm以 粒 径
実 験 結 果 あ 直 径 衝 突
エ 0.2945乗 粒 径1 cm以 場 合 0.2813 乗 比 例 す い う 値 妥
当 性 考 え 時 文 献 値 近 い 値
得 出 来 同 様
深 さ 直 径 比 約 0.2 言 わ [2] (3) 示 し 1 mm以 粒 径 実 験 結 果
あ 深 さ 直 径 比0.1582 粒 径1 cm以
場 合 0.1439 い う 値 妥 当 性 考 え
時 文 献 値 近 い 値
得 出 来
② バ ン ジ ャ タ を 形 成 た 小 天
体 直 径 を 推 。
本 実 験 結 果 用 い ア カ ア ナ
州 存 在 す バ ン 作
天 体 大 さ 求 バ ン
直 径 1200m あ 衝 突 当 時 形 状 比 較 的 く 残 し い
さ い 天 体 衝 突 例 し 中 学 校
高 等 学 校 教 科 書 資 料 集 取
い
衝 突 エ 落 時 運 動 エ
) /
W
( =1 2mv2 等 し い 本 実 験 位
置 エ
(
U
=
mgh
)
運 動 エ置 換 わ 求
質
m
密 度 体 積 積3
3
4
r
m
=
ρ
×
/
π
運 動 エw
)
/
/
(
w
=
1
2
×
ρ
×
4
3
π
r
3×
v
2 変 形 衝突 天 体 形 状 球 仮 し 式 半 径
r
い 整 理 す 衝 突 天 体 大 さ 分
衝 突 し 天 体 鉄 隕 石 仮 し 密
度
ρ
鉄 密 度 あ 7900 kg/m3 衝 突 速 度v
5km/s 仮 し 計 算 し 結 果 バ ン作 天 体 直 径
29.49m 文 献 推 値 25～
50m 幅 あ 文 献 値 近 い 値
得 出 来
3. 全 体 ま と め
本 研 究 扱 内 容 実 際 宇 起
現 象 デ し 再 現 し い
実 験 室 ケ 実 験 あ 程 度 検
証 可 能 し い 簡 易 方 法 用 い 実
験 あ 点 今 回 研 究 意 義
あ 考 え し し 実 験 様 々
誤 差 含 い 事 実 あ
実 際 宇 現 象 応 用 し 良 い
い う 点 検 証 今 後 課 題
文 献
[1] 水 谷 仁 (1980) 科 学 (UP
ア イ エ ン 4) 東 京 大 学 出 版 会. 東 京 大 学 出 版 会.
[2] 宮 本 英 昭 ほ (2008) 惑 星 地 質 学 東
京 大 学 出 版 会.
[3] 中 英 之 (2008) 製 弾 丸 加 速 装 置
