pdf ダイレクト ダウンロード - JAXA 宇宙教育センター

か い
せ つ
解 説
おな たまご ちが
同じ卵なのに違いがでるのはどうして?
たまご ふ し ぎ
なまたまご たまご まわ くら なが まわ たまご
生卵とゆで卵を回して比べると、長く回っているのはゆで卵でしたね。
かい てん ぶっ たい まわ つづ せい しつ せい しつ かいてんたい おも
回転している物体は、コマのように回り続けようとする性質があります。この性質は、回転体が重いほど、
かい てん はん けい おお おお たまご ぜん たい かた まわ たまごぜん たい どう じ かい てん
回転半径が大きいほど、大きくなります。ゆで卵は全体が固まっているので、回せば卵全体が同時に回転し
なまたまご なか み りゅうどう たい から ぶ ぶん さき まわ はじ なか み から ひ ぱ まわ だ
ます。しかし生卵は中身が流動体なので、殻の部分だけが先に回り始め、中身は殻に引っ張られて回り出し
卵の不思議
たまご なまたまご くら いっ しょ かい てん ぶ ぶん おお ぶん おも なが まわ
えーと
ます。ゆで卵は生卵に比べ、一緒に回転している部分が多く、その分だけ重いので長く回るのです。
たまご
つぎ かい てん たまご はな なまたまご ふたた うご はじ
どれがゆで卵で
次に、回転している卵にタッチして離すと、生卵は再び動き始めましたね。
なまたまご から と なか み かい てん つづ ゆび はな なか み うご から つた すこ
なま たまご
生卵は、殻を止めても中身が回転を続けているので、指を離すと、中身の動きが殻に伝わり、少しです
どれが生卵?
うご だ すな い だま みず い だま かく にん
が動き出すのです。砂を入れたガチャ玉と水を入れたガチャ玉でも、確認できましたね。
しゃ めん じっ けん まわ とく い ほう なまたまご たまご はや くだ お
斜面での実験では、回ることが得意でない方の生卵が、ゆで卵より速く下り降りていきましたね。
だま みず は ほう はや かく にん おも
ガチャ玉でも水の入った方が速いことが確認できたと思います。どうしてでしょう?
落下実験
らく たい ほう そく はっ けん とう じょう かれ じっ けん
らっ か じっ けん
ここで「落体の法則」を発見したガリレオの登場です。彼は、実験を
かさ ぶっ たい じ ゆう らっ か じ かん らっ か ぶっ たい しつ りょう
重ね「物体が自由落下するときの時間は、落下する物体の質量には
い ぞん ほう そく はっぴょう
依存しない」という法則を発表しました。
みぎ ず おも かる どう じ
右(図A)のように、重いペットボトルと軽いペットボトルを同時に
お はや お
落としたらどちらが早く落ちるでしょう。
かん たん じっ けん どう じ ゆか お
簡単にできるので実験してみてください。…同時に床に落ちた
ず
図A ペットボトル
みな じっ けん だま ず でしょう。皆さんが実験したガチャ玉ではどうでしょう
(図B)
。やはり、
とき
ず だま
そんな時は
図B ガチャ玉
たまご まわ
卵を回してみれば
どう じ お ほう そく み ごと な た すいちょく お とき どう じ しゃ めん
同時に落ちますね。ガリレオの法則は見事に成り立ちます。しかし、垂直に落とした時は同時なのに、斜面
わ
じっ けん すな はい ほう みず はい ほう はや さ 分かるよ
での実験では、砂の入った方より水の入った方が速い、というように差ができたのはなぜでしょう?この
ない よう こう こう ぶつ り まな すこ ちが 内容は、高校の物理で学ぶことになります。ここでは、少しのヒントにとどめておきましょう。違いは、
もの お らっ か かい てん お しゃ めん かい てん くだ
物を落とす「落下」では、どちらも回転せずに落ちていき、斜面では回転しながら下っていくことです。
だま なか すな みず うご しるし つ
ガチャ玉の中の砂や水が、どのように動いているかわかりやすいように印を付けてみました。
すな だま なか すな ぜん たい かい てん
砂のガチャ玉は、中の砂全体が回転し
い どう たい みず はい すな
みず
砂
水
ながら移動していくのに対して、水の入った
だま から かい てん なか みず
へー
ガチャ玉は殻だけが回転して、中の水は
ちが
うご じょうたい い どう
どんな違いが
あまり動かない状態で移動していきます。
あるのかなぁ?
じ だい ひとびと おも もの はや お おも
ガリレオの時代、人々は重い物が早く落ちると思っていました。
た。
ったい
もの お たし ぶったい
ガリレオはいろいろな物を落として確かめました。そして、
「物体
物体
じ ゆう らっ か じ かん らっ か ぶったい しつ りょう い ぞん
依存
が自由落下するときの時間は、落下する物体の質量には依存
ん
らくたい ほうそく はっけん じっさい しゃめん
しない」という落体の法則を発見したのです。実際には、斜面を
面を
ぶつ り がく しゃ
イタリアの物理学者
ねん ねん
ガリレオ・ガリレイ (1564年∼1642年)
ころ かんさつ しゃめん かたむ きゅう 転がして観察しました。
(斜面の傾きをだんだん急にしていくと、
と、
う
さい ご らっ か じ ゆう らっ か ひだりがわ ず さんしょう
最後は、落下(自由落下)になるからです)
。
(左側の図・参照)
)
学習指導要領との関連
・中学校1年理科「身近な物理現象」
「力と圧力」「力の働き」
・中学校3年理科「運動とエネルギー」
「運動の規則性」「力と運動」
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「本教材は、JAXA宇宙教育センター教材開発委員会が開発したものです。この
教材の商業目的での利用及び転載・改変等の2次利用につきましては、上記連絡
先まで連絡をお願いします。」
宇宙の学校テキスト 93
ね ら い
物体が回転するときの違いを身近な卵を例にして調べ、
モデル実験によって物体の回り方や転がり方が内部の
状態によって変わることに気付かせながら、物体の運動
に対する興味や関心をもたせる。
氏名
かい てん
しゃ めん ころ
回転させてみよう
斜面を転がしてみよう
たまご なま たまご
たまご なま たまご ころ
❶ゆで卵と生卵
❶ゆで卵と生卵を、
レールをつくって転がそう
かい てん
かい てん たまご
A 回転させてみよう
じゅん び
準備しよう
B 回転している卵
りょう けん ざい ほん センチメートルかく センチメートル なが
ざい 材料 ●建材/4本(1㎝角、90㎝くらいの長さ)
て
にタッチして手
だん りょう めん ●段ボール ●両面テープ
はな
を離してみよう
つく かた
レールの作り方
けん ざい だん りょう めん せっ ちゃく
建材と段ボールを両面テープで接着する
だん だい
段ボールの台
たまご まる かたち まえ
なま たまご
●卵は丸い形ではないのでまっすぐ前に
生卵
たまご
ゆで卵
はや と
早く止まるのはどっち?
おな い ち
同じになる位置を
ゆで卵は止まったままなのに
さが なま たまご すこ うご
❷ガチャ玉を卵に見立てて確かめよう
進まないんだよ
たまご だん めん ちょっけい
●卵の断面の直径が
なぜだろう?
たまご と
だま たまご み た たし
すす
探してレールに
生卵はまた少し動いたよ
けい しゃ
傾斜をつける
の だい じょう ぶ
乗せると大丈夫!
じゅん び
準備しよう
はや
どちらが速く
けっ か か
結果を書こう
ふたをして、
だま すな
ガチャ玉に砂を
ビニールテープで
い こ たい
入れる(固体)
ころ
転がるかな?
ちい あな
と
小さな穴も
しっかり閉じる
と
閉じる
すな みず い
砂や水を入れた
すい そう なか だま みず い
●水槽の中でガチャ玉に水を入れよう
だま みず
ガチャ玉に水を
だま ため
だま ❷ガチャ玉で試してみよう
❷
ガチ 玉
みず うご みず いっ しょ
●水の動きを、よりわかりやすくするために水と一緒に
い えき たい
入れる(液体)
ちい き はく だま い すな
砂が
はい
入っている
小さく切ったアルミ箔をガチャ玉に入れよう
たまご ころ だん
卵を転がした段ボールの
かい てん
レールのついていない
かい てん だま
A 回転させてみよう
B 回転しているガチャ玉に
うら めん つか 裏面を使ってもいいよ
て はな
タッチして手を離してみよう
みず
水が
はい
入っている
たまご じっ けん
卵の実験と
おな けっ か 同じ結果だね
はや
けっ か か
結果を書こう
すな
な
みず
砂
水
わかったことを
か
すな はい
みず はい
砂が入っている
水が入っている
書こう
どちらが速く
ころ
転がるかな?