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圧力のお話 ~力を分散させよ!~

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 圧力もテストなどで正解率の低い単元になります。原因は2つ。単位変換と割り算の基礎的技能の問題だと思います。今回の授業のポイントとしてはできるだけ簡単に圧力についての概念を獲得することです。

 

 紙コップの上に少し丈夫な板を置き、その上に人が乗る簡単な実験です。100円均一で大量の紙コップを買っておきましょう。私は実際に教室もしくは理科室でやっていますが、かなり白熱しますのでぜひうまく生徒の様子をコーディネートしてください。私は生徒全員が紙コップの目線で見られるように、紙コップに乗ってもらう生徒は安定した広い机の上にのってもらいます。紙コップの上に乗る時には両足でいっぺんに乗らなければならないので、私は生徒を背中から抱っこして、ゆっくりと板の上にのせてあげます。気を付けないと紙コップが潰れてバランスを崩しますので絶対に怪我のないように気をつけましょう。うまく乗れたら、あとはジェンガみたいな感じかな?崩れないように大丈夫なところの紙コップを抜いていきます。大体紙コップ1つで80〜100ニュートンの圧力に耐えることができるようです。中1の男子で体重が軽い生徒は30kg台ですので、計算上は紙コップ4個で十分に耐えることができます。3×3の紙コップを2×2にまで減らしても大丈夫ですので、慎重かつ大胆に、生徒が不安でぐらつかないように紙コップを抜いてあげましょう。

 圧力の概念については紙コップ1個にかかる力の大きさを計算していくと分かりやすいと思います。体重の単位をkgからNに変換して紙コップの個数で割れば計算できますよね?

鉛筆もしくはシャーペンの先端を利用しても良いと思います。手に刺さると痛いので気をつけてください。

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 さて、中盤のペットボトルとスポンジの凹みの問題については実験装置の工夫をしてください。スポンジについては自動車用品店とかホームセンターですごく柔らかいものが売っていますので、それを使うことをお勧めします。台所用スポンジはちょっと硬いですね。特別な実験装置はなくても理科室にあるスタンドとフラスコ支持用の輪をうまく利用すると同じような実験装置を組むことができます。

 最後の圧力の問題演習で、もしれんがを用意できればそれを使ってもいいと思います。ホームセンターなどでも普通に売っていますのでそれを購入しておいてもいいかもしれません。学校の裏庭とかにも結構ありますので探してみてください。また、大きなスポンジが見つからない場合には、体育用品のいらないエアーマットのスポンジをもらってもいいかもしれません。身近なところに教材が転がっていますので、それらをうまく活用できるように理科の目を鍛えておきましょう。

 ポイントとしては圧力を求める計算については、できるだけ単純化した(割り切ることのできる)問題を作っておくと、解ける喜びを味わえると思います。練習問題についてはペットボトルのへこみ方やレンガを使った問題がテストでよく出るパターンですので、感覚的にもわかるように実際に見せることができれば理想ですね。感覚的にどれが1番凹むかもわかると思いますので後は計算能力の向上だけです。地道に努力を重ねていきましょう。