A Proposal for a Method to Visualize and Quantify the Relationship between Water Pressure and Depth Using a Smartphone Barometric Sensor

中学校学習指導要領では，実験を通して「水圧と水の深さに関係があることを捉えさせる」ことが示されている。一方，高等学校物理基礎の教科書では水圧について，数式を用いて定量的に扱われている。既往研究において，水圧や浮力と水深の関係について学習者の理解が不十分であることが指摘されているが，水圧の変化を数値として捉えたり，視覚化したりする教材の提案はなされていなかった。そこで，本稿では，スマートフォン内蔵の気圧センサーを活用することで水圧の変化を視覚化し，数値として捉える方法を提案した。これにより，水深と水圧の変化をリアルタイムにグラフとして捉えることが可能となった。また，圧力の値を得ることができることから，高等学校の学習においては，数式により水深から理論的に算出される水圧と実測値の比較を行う分析も可能である。実測値を分析した結果，理論値との整合性は高く，水深と水圧の変化を定量的に分析するための十分な精度を有していた。