理科実験について - 23ページ目 < 楽しい教材の選び方

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作れる人工衛星は無限大！！オリジナル人工衛星で宇宙の謎に迫ろう！！

宇宙への取り組み・宇宙へと打ち上げられた　人工衛星や惑星探査機は、私たちの生活にどのように関わっているのでしょうか？

現在、私たちの住む地球の周りには、一万を超える人工衛星が飛んでいます。

その種類は、天気を知るための気象観測衛星や、カーナビゲーションに必要な測位衛星など多岐にわたっています。

私たちの生活にかかせない役割を果たす人工衛星。

未知の世界を探る探査衛星、様々な宇宙を学べる教材です。

現在、地球からロケットを使用して色々なものを打ち上げています。

そうしたロケットの役割は例えるなら　トラックです。

トラックは目的地までいろいろな荷物を運びます。

人工衛星の種類と任務

１．地球の観測

人工衛星は上空から様々な地球の様子を観測し、地上へ届けてくれます。

雲の流れ、台風の大きさなどを知らせてくれる「気象衛星」

また雲の様子に加えて　気温・海流・地形やオゾン層などの地球の状態を知らせてくれる「地球観測衛星」があります。

地上では、人工衛星から送信されたデーターをもとに　気象予報士が天気を予測し、天気予報として私たちに発信しています。

どの人工衛星にも共通の部分があります。それは「バス部」

人工衛星には、「バス部」と呼ばれる部分が存在します。

ここには人工衛星が壊れないための丈夫な構造や、宇宙空間で特定の方向に進むための機能などがふくまれます。

車にたとえると、エンジンやタイヤにあたり、どの人工衛星も宇宙で働くには必ず必要な部分になります。

バス部には大きく分けて、箱型・筒型・球型の３つの形があります。

これらの形の中から重さや大きさなど用途によって最適なものを選択します。

また動くために必要な電力を得る方法が「太陽電池」か「内蔵電源」かでも人工衛星の見た目は大きく変わってきます。

部品を使ってバス部を作ってみよう

2.宇宙観測

宇宙のはじまりであるビッグバンは今は世界の通説となっています。

その痕跡を発見したのも人工衛星なのです。

大昔にビッグバンがおこった時のエネルギーの痕跡を熱として観測できたのが

ＷＭＡＰという宇宙探査機です。

このＷＭＡＰによる調査で、宇宙がまだ幼い頃のデーターをとることができました。

ＷＭＡＰの調査でわかったこと

①今　私たちがいる宇宙は137億年前に誕生したこと

②現在の宇宙の大きさが約780億光年であること

③宇宙は今も広がり続けていること

などがわかりました。

ビッグバン

人工衛星　作成キット

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物質はすべて原子からできています。分子構造を学べる模型教材

空気中には、なにがある？

地球のまわりには、つつみこむようにして空気が取りまいています。

これが大気と呼ばれるものです。

大気の厚みは、ほんの10キロメートルくらいで、これは、地球の直径の1,000分の1にもならない厚さです。

つまり、地球はとても薄い大気につつまれているというわけです。

大気があると太陽の光を反射して、青空になったり、くもり空になったり、いろいろと変化します。しかし宇宙には、空気がないので、空はいつもまっ暗といいうわけです。

大気は、何種類ものガスからできています。

窒素(ちっそ)が約5分の4(78％)、酸素(さんそ)が約5分の1(21％)で、大気のほとんどはこの2つでできています。残りの1％の中に、二酸化炭素(にさんかたんそ)やヘリウム、メタンなどのガスが、ほんの少し含まれています。

この窒素、酸素、二酸化炭素というのが　原子・分子と呼ぶものです。

物質は、すべて原子からできています。が、ほとんどの原子は不安定で、そのままの形では存在できません。

そこで、安定な形になるように、いくつかの原子どうしがくっついたのが分子です

水の分子モデル

水の分子モデルは、このようになります。

赤が、O　酸素です

白が、Ｈ　水素です

３つの原子が折れ曲がった形でつながっています。

理由は、少し折れ曲がっている方が、安定するからなのです。

分子の形は自然に安定している形になろうとしているのです。

水は、温めたり冷やしたりすることで　氷や水蒸気に変化しますが、分子の形は変わりません。

形は変わりませんが、分子が動き回るスピードは違っていて、水蒸気の方がよく動き回っています。温度が高いとエネルギーを多く持っているので早く動けるのです。

二酸化炭素の分子構造

二酸化炭素は炭素原子一つと酸素原子２つで構成されています、

地球の空気の中で３番目に多い分子です。

スティックが炭素原子と酸素原子の間に２本あります。

原子はこのようなつながりかたをすることもあるのです。

※スティックは　２つの原子から１つだけという決まりはありません。

多いものでは　ひとつの原子からスティックが6本でることもあります。

炭素の場合は４本スティックをさすことができ、酸素の場合は２本です。

スティックを炭素と酸素の間のように２本重ねてさすことを二重結合といいます。

では、その結合とは

原子のつながる数-結合-

結合とは　原子同士が互いに結びつきあうことです。

手に置き換えて考えてみるとわかりやすいです。

一つの原子がつながることができる手の数は決まっています。二酸化炭素のように二つの手同士をつないでひとつの原子と結びつくこともあります。これを二重結合といいます。

二重結合があると　より強く結びつくことができます。

以上をふまえて　今度はメタンを作ってみましょう。

水素原子は１つの原子としか結合することができません（手が一本）

炭素原子は４つの原子を結合することができます。（手が4本）

つまり水素はスティックを１本　炭素はスティックを４本さすことができます。

他にも酸素は2本で、窒素は３本という基本的なきまり（ルール）があります。

国立科学博物館には　さまざまな分子模型が展示されていて

　こんなにきれいな分子模型がみられます。

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おうちでできる風力発電！風の運動エネルギーを体験する【動画あり】

理科の知識だけじゃなく、美的センスも必要かも！？

身近なペットボトルで風力発電してみよう！！

【風力発電工作キット】

ペットボトル２本を使って風力発電機を作ることができるキットです。

セットにはLEDがついているので、風をうけてプロペラが回ると発電してLEDが光るのを見ることができます。

これは、風力発電の仕組みと同じです。

◆風力発電

　「どうやって風を電力にするの？」

風の運動エネルギーを電磁誘導を利用して電気に変えています。

風車が受けた回転運動で発電機（モーター）を回し、電磁誘導を利用して電気を作り出すのが風力発電です。風のエネルギーの約40％を電気エネルギーに変えることができる風力発電は、他の発電方法に比べて効率性に優れています。また、燃料を必要とせず廃物もないので、地球温暖化や公害の心配のないクリーンな発電方法としても注目されています。風が強く風車の回転が速くなれば、発電量も増えます。

それならば・・・

「台風の時には、いっぱい発電するのか？」と疑問に思ったんですが、台風のような強風の時は風車が止まるように設計されているそうです。

それは、そうですよねｗあぶない・・・

ペットボトルを切って風車を作る方法は、詳しい説明書が入っています。

（ペットボトルは付属していませんので、ご準備ください）

小学生のお子さんが読んでもわかりやすいもので、１時間ぐらいで作れます。

ペットボトルを切った断面はあぶないので、けがをしないようにしてください。

そのままでは、透明でちょっとつまらないかもしれないので、油性マジックやポスカなどで好きな色を塗るのも楽しい作業です。

実際に作って風をあててみると、勢いよく風車は回りますが、なかなかLEDライトがつかないこともあります。

風のつよさや、羽の工夫などなど

いろいろためしてみるのもよい体験・実験・観察になると思います。

友達とそれぞれ作って、どっちが早くLEDライトをつけられるか、かっこいいのを作れるかを競うのも楽しそうですね♪

友達とコミュニケーションをとりながら勉強できるなんて、一石なん鳥にもなります。

夏休みの自由研究にはもちろん、出先で風力発電の風車をみた後で、授業で習ったときになど、興味がわいたらやってみてください。

教科書の文字を追うだけでなく、頭で考えるのは、子供だけでなく大人にとってもいいことです。

普段あまりつかわれない右脳をフル活用して、楽しく右脳を活性化させましょう！

◆セット内容◆

　発電用モーター

　ペットボトル取り付けキャップ

　支持軸

　本体カバー

　LED

【風力発電工作キット】

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電気系の実験キットに入ってなくて困るものって？

「実験するぞー」とキットを買ったけど・・・

あれがなきゃできないじゃん！！ってものを集めました。

いろいろな商品のおすすめブログを書いているうちに、

パンフレットには、「〇〇の実験が可能なキットです。」って書いてあるけど、

「△△、□□、××は付属しません」が多いのが気になっていました。

「キット」とか「セット」と言われると、必要なすべてのものがはいっているように感じてしまいます。

でも、「基本の基本」とか、「一般的に家にあるもの」なんかは「キット」「セット」に入っていないですよね。

例えば、電池とか、ペンチとかニッパーとか・・・

でも、理科が苦手な子供さんがいて。

教科書だけで勉強しても苦手で。

学校でみんなと一緒にやってみた実験では、よくわからなかったり、納得するまで考えることができなかったり。

だから、家でご家族と一緒にやってみよう！って、やる気になったがんばりやさんの子供さんがいたとして・・・

これならおもしろそうかな？って思って買った「実験キット」に「アレ」が入ってなかったから、結局すぐには実験できない・・・

「なーーんだ」「すぐにできないんだ・・・」

なんて、せっかくのやる気がそげちゃったらかわいそう。

私だったら、やる気になったときにすぐにできなかったら、すぐにあきちゃいますｗ

「また、注文してから届いたらやろう」なんて、絶対むり。

「次」のときには、もうやる気なくなってるかも・・・

そんなことがないように！

普通のおうちには最初っからなさそうなもの！

でも、物理（電気・磁気）の実験によく必要になるもの、あったらいいなをリストにしてみました。

☆単１電池BOX　B型（10個組）

☆単３電池BOX　B型（10個組）

☆リード線（10本組）

☆みのむしリード線（黒）

☆みのむしリード線（赤）

☆方位磁石

☆フェライトＵ磁石

☆棒フェライト磁石

どれも、理科・物理の実験に必要になることが多いものだと思います。

準備しておくとよいのでは？

「フレミングの左手の法則」を右脳を使って理解する！

「電・磁・力」の関係を右脳で理解する。

「考える、実験する、見る、納得する」

テスト用の丸暗記じゃない、理解を伴う勉強をしよう！

【電磁力実験セット】

中学校で習う「フレミングの左手の法則」。

みなさんは覚えていますか？

左手の中指、人差し指、親指がお互いに直角になるようにしてみると・・・

できました！　「フレミングの左手の法則」

「電流の向き」・「磁界の向き」・「力の向き」をそれぞれの指があらわしているんでしたね。

「でしたね」なんてわかった風に書いていますが、私自身「フレミングの左手の法則」なんて、きれいさっぱり忘れていたのでｗ、勉強しなおしました。

でも、勉強しなおすと意外と面白い。

そういえば、中学生の頃も習ったときに、「なるほどなー」と関心した気が・・・

それは、さておき、「フレミングの左手の法則」です。

「電流の向き」が”中指”・「磁界の向き」が”人差し指”・「力の向き」が”親指”。

なので覚え方は「電磁力」。

テストのとき、頭の中でこの左手を思い浮かべればいいわけですが、私は机の下で実際に指を出してくるくる回して考えないとダメなタイプでした。悲しい・・・

はい、それもさておきｗ、、「電流の向き」と「磁界の向き」がわかっているけど、「力の向き」がわからない！そんなときに使うのが「フレミングの左手の法則」です。

このことを学校で習ったとき、下のような実験をしてみませんでしたか？

電気の流れ、磁界の流れを考えて「力の向き」を考える。

実際に電気を流してみると、コイルがどちらに動くかによって「力の向き」を確認することができる。というものです。

学校で、くわしい実験をしたことがなかった方や、小学生でも電気・磁力に興味をもった方にでも、シンプルな構造のキットなので使いやすいです。

フレミングの左手の法則が表示されたアクリルの指示パーツがついているので、左手をいろんな方向にひねってみなくても大丈夫。

自分でコイルを巻いて組み立てるので、より理解が深められます。

また、コイルモーターの実験も可能です。

1.5Vの乾電池1個の電圧で実験できる安価なセット。

ただ、リード線、電池、電池ボックスは付属しませんので、別にご準備ください。

※付属していない電池ボックス・リード線を買うなら

◆セット内容◆

アクリル本体×1、フェライトU磁石×1、丸型フェライト磁石×1、エナメル線14ｍ巻き×1、紙やすり×1、接続端子×2、電磁力指示パーツ

◆本体サイズ◆

50×70×100mm

【電磁力実験セット】

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