道具を使った仕事 ~てこ・滑車~

道具と仕事-1.jpg
道具と仕事-2.jpg

 この授業もできるだけ体を使うことができるように実験道具を揃えると吉です。

てこの原理から。小学校でかなり詳しくやっていますが、改めて復習をしても良いと思います。くぎ抜き位であれば公務員さんとか技術科の先生のお願いすればあっさりと用意できるかと思いますので実際に一人1本ぐらい抜けるように何か仕掛けをしておいてもいいかもしれません。廃材に釘を差し込んでおくだけでも良いかと思います。時間配分にもよりますが、今回もNHKの大科学実験を活用して良いのではないかと思います。授業の冒頭で「救出てこ大作戦」を見せれば復習もバッチリ!後は簡単に釘抜きの実験をして確認、そしてまとめ位で良いかと思います。

 

 定滑車と動滑車の話ですが、簡単に解説した後に実習と言いたいところですが、学校にある装置の数がなかったり、つくりが貧弱だったりします。何よりも問題なのは実際の重さを感じる自分たちのスケール(力加減)と実験室にあるおもりのスケール(重さ)が全く合っていません(10g・20gの違いを感じるのはちょっと難しくないですか?)ので、実感させる事はなかなか大変かもしれません。ワークシートは作りましたが、少し大きめの実験装置と重たいおもりを使って演示実験をしてもいいのかなと思います。先輩の先生方にお話を聞くと教室に定滑車や動滑車を設置して自分や生徒を持ち上げたりしていたようです。今の時代は生徒を持ち上げたりするとコンプライアンス的にまずいので、あくまでも自分だけかな。滑車についてはホームセンターなどで調達すると良いと言われました。また理科準備室の奥底に眠っていることもありますので、掃除ついでに探してみてもいいかもしれませんね。

 

てこ.jpg
滑車.jpg

 最もオーソドックスな方法としては小さな滑車装置とおもりとばねばかりで教科書の実験どおりに検証していくのが良いと思いますが、誤差も大きくてなかなか定量的にいきません。そのことでかえって混乱を起こすのであれば板書での説明だけでもいいかもしれません。この力の分野ではわかりにくいことを排除して授業することがポイントかもしれません。

 

 最後の仕事率まで来るとなんだか子供はもう気持ちが入っていない気がします。単純に仕事の量Jをその仕事にかかった時間Sで割ればいいだけなのですが、これがなかなか…。研究授業等でも様々な工夫がされていますが、みなさんご苦労されています。最近見た中で、簡単にできそうなものとしてはペットボトルの糸巻きです。径の太い胴体部分と径の細い注ぎ口付近におもりを吊るしたひもをつけ、何秒で巻き取ることができるかと言うものです。胴体部分は少し力が入り比較的短時間で巻き取ることができます。注ぎ口付近はほとんど力を入れることもなく巻き取ることができますが時間がかかります。いずれにしても力×時間で計算すると仕事の総量的には一緒になりますという形です。

 

 

仕事に関しては単純に計算をさせましょう。公式を覚えてくれれば絶対に誰も解けますので教え込みでも十分ではないかと私は思います。生徒の別にわからなくてもいいし…みたいな雰囲気に負けないように「わかってくれ~」というオーラで包み込みましょう。なんか精神論的ですみません。