2007年08月16日

小学校理科・ばね




犬 小学校理科でみんながつまるところといえば物理、

  特にばねの問題が苦手な子が多いよね。



もうやだ〜(悲しい顔) ボクもばねのところ難しかったんだ。

  どういうふうに考えると覚えやすいの?


犬 ばねにつなげるおもりの重さを2倍・3倍と増やしていくと

  ばねののび方も2倍・3倍とのびていく。

  ここまでは分かりやすいと思うんだ。問題はばねのつなぎ方。

  直列つなぎと並列つなぎのところだね。




ふらふら そう。どっちがどうか、こんがらがっちゃうよ。

  そもそもどうして、つなぎ方でのび方が違うの?



犬 ちょっと考え方を変えてみようか。

  直列つなぎというのは、ばねを縦につなげているよね。


直列つなぎを人間で考えたら、同じ方向に綱引きをしているようなもの。


  たとえば綱を反対側から10kgの重さで引くとしたら

  どちらの人にも10kgの重さがかかることになる。

  つまり、どのばねにも等しくおもりの重さがかかるから

  それぞれおもりのぶんだけ長くのびるんだ。


直列につなぐばねの数を2本、3本と増やしていけば

のびる長さも2倍、3倍と増えていく。




がく〜(落胆した顔) な、なるほど・・・ でもちょっと不安。



犬 ここで問題を解いてみよう。

まず絵を描いてみると分かりやすいよ。


長さ10cmで、10gのおもりをつるすと1cmのびるばねがあります。

天井からばね(A)をつりさげて20gのおもりをつるし

さらにそのおもりにばね(B)をつりさげ、30gのおもりをつるしました。

ばねの長さの合計は何cmになりますか。



  ばね(B)にかかっているおもりの重さは30g。だから3cmのびる。

  ばね(A)には20gと、ばね(B)の30g、計50gがかかっているから

  ばね(A)は5cmのびる。

  ばねのもともとの長さ10cm × 2本にのびた長さを足して

  10cm × 2本 + (A)5cm + (B)3cm = 28cm




わーい(嬉しい顔) そう! こういう問題が難しかったんだ。



犬 次はばねを並列つなぎにしたときのことを考えよう。

  並列つなぎは2本のばねを横に並べてつるしたもの、つまり

ひとつの荷物に2本の綱をつけて、2人で引いてるようなものだ。

ひとりひとりにかかる重さは、荷物の重さのちょうど半分ずつになるよね。




わーい(嬉しい顔) 片方のひとがサボらなければね。



犬 並列つなぎの場合、1本1本のばねにかかる重さは

  ばねが2本、3本と増えるにしたがって2分の1、3分の1と減っていくんだ。

  ここでまた問題だよ。


長さ10cmで、10gのおもりをつるすと1cmのびるばねがあります。

天井からばね(A)とばね(B)を並列につりさげて20gのおもりをつるし

さらにそのおもりにばね(C)とばね(D)を直列につりさげて

ばね(D)の先に30gのおもりをつるしました。

4本のばねの長さの合計は何cmになりますか。



  ばね(A)とばね(B)にかかる重さはそれぞれ 20+30=50gの2分の1で25g、

  だからばね(A)とばね(B)はそれぞれ2.5cmのびて12.5cmになるよ。

  ばね(C)とばね(D)にはそれぞれ30gの重さがかかるから

  3cmずつのびて両方13cmに。

  12.5(A) + 12.5(B) + 13(C) + 13(D) = 51cm


  直列つなぎと並列つなぎの扱い方、分かったかな?




わーい(嬉しい顔) もう完璧だね!



犬 大きく出たね〜。あと1点、気をつけておきたいのが

  滑車の扱い方だ。ばねを連結して滑車につるす問題もよく出るよ。


滑車はあっても無視! 基本的に目くらましだと考えよう。

  滑車の有無がばねの長さに及ぼす影響はまず無いからね。


  特に多いのは、ばねの両脇に滑車をおいて、さらにばねをつなぎ

  両端におもりをつるしてばねの長さを聞く問題。


両端のおもりがつり合っているのだから

両方のおもりの重さがばねにかかっていると思うのは大きな間違い!



たとえば、中央にばねを置いて両端に滑車を置き

それぞれ50gのおもりをつり合わせたとしよう。

このときにばねにかかっている重さは100gではなく50g。


  ばねをたてに置いていようと横においていようと

  両方向に同じだけの力がかかっているからこそつり合っているんだからね。

  滑車が出てきたら、各ばねにどれだけの力がかかっているか

  絵を書きなおして考えてみると理解しやすいよ。


ここがポイント・ばねの問題は、見た目にまどわされないように!


posted by 小学校 理科 at 15:32| 小学校 理科

小学校理科・天気




犬 小学校理科のポイント、天気のところはどうかな?



もうやだ〜(悲しい顔) 天気・・・ もう全然ダメ。


犬 確かに皆がつまるところだよね。

  まずは基本用語から。


気圧とは大気がおす力。大気の重さと考えてもいいね。


  どうして大気に重さの違いがあるかといえば、

  あたたかい空気は軽くて、冷たい空気は重いから。



  空気が重い、つまり気圧が高いところを高気圧、

  空気が軽い、つまり気圧が低いところを低気圧というよ。




ふらふら ここまでは、なんとか分かる気がする。。



犬 目に見えないから分かりにくいよね。

  じゃあ実感できる、分かりやすいところの話をしよう。

  風を肌で感じることが出来るよね。この空気は気圧のせいなんだ。


空気があたたまると、軽くなるから上しょうするよね。

ここが低気圧。

低気圧には気圧の高い部分から空気が流れ込むんだ。

これを空気の対流と呼ぶよ。




がく〜(落胆した顔) ・・・・・。



犬 言い方を変えれば、低気圧のところは上しょう気流が、

  高気圧のところは下こう気流が起きている。


低気圧と書かれているところには上向きの矢印、

高気圧と書かれているところには下向きの矢印をイメージしよう。




がく〜(落胆した顔) うん、ここまでは何とか分かった・・ような。



犬 低気圧は空気がのぼって行って、お留守になるだろ?

  そこに高気圧の空気が流れ込むと考えると分かりやすいよ。

  気圧というのは、空気が押す力だからね。

  押す力の強い方(=高気圧)から、弱い方(=低気圧)に流れるんだ。




わーい(嬉しい顔) 押す力だね、なるほど。



犬 次に風向きなんだけど、


(北半球では)高気圧から風が吹き出す時には時計回りに

低気圧に吹き込む時には反時計回りに吹くんだ。



南半球ではどちらも逆になるよ。

これは地球の自転のえいきょうを受けてるからなんだ。




わーい(嬉しい顔) 太陽が東からのぼって西に沈むように、そういうものなんだね。

  ちょっと難しいけど、覚えられるようにがんばる。

  高気圧が時計回り、低気圧が反時計回り、と。



犬 北半球の場合を覚えておいて、南半球のときに逆にすると覚えやすいね。


  次に、陸で感じる風の吹き方について見てみよう。

  ここではこの2点が大事なポイントだ。


● あたたかい空気は軽く、冷たい空気は重い

● 土と水では、土の方が温まりやすく冷めやすい



  プールに入ると、外よりあたたかく感じることがあるよね。



わーい(嬉しい顔) 特にプールから出るとき。水は冷めにくいからなんだ。



犬 昼間は土の方が水より早くあたたまるから

  空気が軽くなる、つまり 陸の空気は上に行く

  そこに海の空気が流れ込む、海から陸に風が吹くんだ。これが海風。



わーい(嬉しい顔) なるほど。


犬 逆に夜だと、海の空気が冷めにくいから陸よりもあたたかくなる。

  海の空気が上に行って、陸からの空気が流れ込む。陸風が吹くんだ。



わーい(嬉しい顔) 分かってきたよ! 空気が上にのぼってなくなるところに

  風が流れ込むって考えるんだね。



犬 それでOK。そして1日に2回、朝と夕方に

  海と陸の気温が同じになって、風が吹かない時間があるんだ。

  これを なぎ と呼ぶ。時間によって朝なぎ・夕なぎと呼ばれるよ。



  次は、海・陸と同じように谷風と山風を見よう。

  谷には空気がたまっていると考えよう。

  水と同様、空気も温まりにくく冷めにくいんだ。だから、

  昼は谷よりも山のほうがあたたまりやすい。谷風が吹き上げる。

  夜は谷のほうがあたたかくなるから、山風が吹き下ろすんだね。




わーい(嬉しい顔) うん! コツが分かってきたよ。



犬 これを応用してもうひとつ。


  日本の場合、東南の方向に太平洋が広がっていて

  北西の方向にユーラシア大陸があるよね。


  陸と海ではあたたまりやすさ・冷えやすさが変わってくるから

  夏は大陸の空気が温まって軽くなり、海の方から風が吹く。

  逆に冬は海の空気が軽くなり、陸の方から風が吹くんだ。


  さっきの説明で、昼間と夏が一緒・夜と冬が同じと考えれば分かるよね。

  その結果、日本では夏は東南の風、冬は北西の風が吹く。


  季節ごとに風の向きが変わってくるんだ。

  これを 季節風(きせつふう) と呼ぶよ。



わーい(嬉しい顔) 海風と陸風なんだね。


犬 季節風は モンスーン とも言うから注意。


  最後に、覚えておきたい用語をもう少し。

  風は温度だけじゃなくて自転の影響も受けていて

  日本の場合、上空にはいつも強い西風が吹いているんだ。

  これを 偏西風(へんせいふう) と呼ぶ。


季節風(モンスーン)と偏西風、

この2つは違いを意識してしっかりと覚えておこうね。




posted by 小学校 理科 at 14:45| 小学校 理科

小学校理科・植物




犬 小学校理科のポイント、今日は生物を見ていくよ。

  植物の仕組みをおさらいしていこう。



もうやだ〜(悲しい顔) 植物と言えば光合成だよね。

  光合成もそうだけど、給水・蒸散のところが分かりにくいよ。



犬 よしきた! まずは光合成からだ。


≪ 光合成の特徴 ≫

● 日光と二酸化炭素が多いほどよく進む

● 酸素と養分(でんぷん)が作られる

● 葉緑体のある緑色のところで行われる



この3点を押さえればOK。これを少し応用した問題が出やすいよ。

日光に当てて摘み取った葉の緑色をぬいて

ヨウ素液をかけるとどうなるかな?



わーい(嬉しい顔) え〜と・・そうか! でんぷんだから青紫になるんだね。


犬 そのとおり。光を当てたりアルミ箔で覆ったり

  二酸化炭素を吸収しやすくしたりしにくくしたりして

  色の変化が問われることが多いよ。でも、上の3点を押さえれば大丈夫だよね。



わーい(嬉しい顔) 二酸化炭素と光があるときは青紫に、

  どちらも吸収しにくいときは色の変化はないんだ。


犬 それでOK! 光合成で発生した気体に

線香やろうそくを近づける問題もあるよ。




わーい(嬉しい顔) ここで出る気体は酸素だから、もちろん炎は大きくなるね。



犬 もうひとつ押さえておきたいのは呼吸

  葉について出題されたらまずは光合成がテーマと考えてOKだけれど

  呼吸の盛んな種子・大豆や、花のつぼみが出たら

  呼吸がテーマであることを覚えておこう。

呼吸は光合成とは逆に、酸素と養分(でんぷん)を消費して

二酸化炭素を出すんだ。石灰水が白くにごるよ




ふらふら 難しい〜。でも、葉とつぼみ・種子の違いは分かったよ。



犬 光合成は日光のエネルギーを使って養分を蓄える作業、

  呼吸は養分を酸素で燃やしてエネルギーを生み出す作業なんだ。


動物は植物が光合成で作った養分を食べ、酸素を吸って呼吸し

植物は動物がはき出した二酸化炭素を吸って光合成をする。


  こうして自然界のバランスは保たれているんだね。




わーい(嬉しい顔) だから動物も植物も、自然界には必要なんだ。

  それぞれに役割があるんだね。



犬 次に水の吸収について。

  水は根の先の根毛から吸収され、道管まで運ばれて

  さらに植物全体へと移動していくよ。



土の中の水は細ぼう内の液体よりも薄いから、細ぼうのまくを通して

濃い方へ、つまり細ぼうの中へと水が流れ込んでいく。

これを浸透(しんとう)と呼ぶんだ。一緒に微量の肥料も吸収するよ。




わーい(嬉しい顔) 肥料が入っていても、細ぼう内の液よりは薄いからなんだね。



犬 そして吸収された水は根からくき、葉へと運ばれていくうちに

  細ぼうへとわたされていく。




余った水は葉にある 気こう とよばれる部分から

水蒸気として出ていくんだ。これが 蒸散 だね。




もうやだ〜(悲しい顔) その、蒸散の仕方を聞く問題がややこしくて・・



犬 OK! ここにも覚え方があるからね。


● 蒸散のはたらきは汗をかくことと同じ


  暑いときに汗をかいて、体温が下がるよね。

  失った分の水分を飲んで補給するね。

  植物も同じ。蒸散によって体温が上がりすぎないように調節して

  水の移動を活発にすることで、根からの水の吸収をうながすんだ。



わーい(嬉しい顔) 僕たちの体と一緒なんだ。



犬 そして、


● 蒸散のしやすさは洗たく物の乾き方と同じ


気温が高いとき・湿度が低くて乾燥してるとき・風が強いとき

洗たく物が乾きやすくて、蒸散もさかんに行われているんだ。




わーい(嬉しい顔) ヒントはすぐそばにあるね。

  これが自然のしくみなんだね。


posted by 小学校 理科 at 13:50| 小学校 理科