仮説つれづれ日記

今年は学校を変わり5年生担任です。仮説実験授業は《花と実》でスタートしました☆

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ふりこと振動9時間目



今日からまた再び《ふりこ》が振動を考えていくための手がかりとして登場する。
といっても,これまでとは視点が違う。今までは,【すでに振動しているものの周期】に目をつけ,ふれはばを変えたら周期にどういう影響があるのかを考えてきた。

しかし今日からは,【振動を始めていないものに力を加えて振動を始めさせたいわけだけど,よりうまく振動させるにはどうすればいいだろうか?】ということを考えていく☆
そういう意味で,ボクは「さあ,ここからが第3部だ!」と捉えている。


例によって掲示物をペタペタ貼り付けながら,効率的に前時までの復習をしていく。
その際に,「たいていのものは決まった周期で振動する」「だから,ふれはばの大小では周期は変わらない」という部分を子どもたちと思い出し確認しながら赤で囲む。
実はこれこそが,今日からの問題を考えていく時の重要なポイントになるのだ!


第3部の最初は短いお話でスタートする。「身の回りのたいていのものに決まった周期があるらしい」というお話を読んでいる時に,「原子も!」という発言が出る。『三態変化』の授業のイメージが残っているのが嬉しい♪ 続けて「ということは,今ここにあるふでばことか,シャーペンとかも振動しているってことだろうな」と,話題をふくらませておく。「建物にも決まった周期がある」という部分では「え? どれくらい?」と質問されるが,このあとの展開の中でもかなり重要なポジションをしめる話題なので,「さあて?」とトボケておく(^^ゞ
ちなみに,ブランコも【お話】のなかに登場するが,ここではハイジのオープニングに使われている長い長いスーパーブランコの話題で,しばらく脱線して盛り上がってしまったσ(^◇^;)
そして,いよいよ【問題】!


「またまたふりこの登場やけど,今までと視点が違うからな! 今まではおもりの部分を持ち上げて振らしてから,周期について考えたやろ? でも今日は,糸の付け根を持つ手以外,ふりこには触らない! で,持っている手を左右に揺さぶっていたら・・・そりゃ,このふりこは振動を始めるだろうけど,『少しでもうまく揺さぶる方法はないだろうか?』ってことを考えて欲しいの。おもりには一切手を触れずにうまく振動を始めさせるには,もしかしたら『ビュビュビュッ』って手をメッチャ速く動かすといいかもしれない。その反対に『ジンワ~リ』と動かした方が,うまく振動を始めるかも知れない。そうじゃなくて,速けりゃいいってものでも遅けりゃイイってものでもなく,このふりこに合ったちょうどいい速さがあるのかもしれない・・・さあ,どう思う?」
実物を見せながら,我ながらうまく説明できたな(^^)v

子どもたちも,思ったよりもじっくりと考え,あれもこれもと悩みながら予想を立ててくれた。
結果的に《ウ》にほとんどの子が集中したけど,その理由を聞いて感動した。

ほなって,最初の動きが速すぎたらおもりがついてこれないだろ? 逆に遅すぎたら,おもりは振れずにただついてくるだけやと思う。そうじゃなくて,ふりこの周期は決まっているんだから,それにあったスピードで振ってやらなきゃうまく振れないと思う。

いや~,今まで何度も『ふりこと振動』の授業をしたことはあるけど,ここまで明確に「周期」という言葉を位置づけて理由を発表してくれたのは初めてだな( ・_・;)

ちなみに,【振動し始めたふりこの振れ幅は,手を動かす幅と比べてどうなるか?】という問題もあるが,ボクは,実はこの問題を重視していないσ(^◇^;)
したがって,子どもたちがなんと言ってくれたのかよく覚えていない。
予想は思ったよりもも分かれたのだけど・・・・・


実験はまず,①おもりの部分を手でもって持ち上げて振動を始めさせる。
その際に,揺れ方を見て全員で「1,2,1,2・・」と数え,このふりこの周期をリズムで覚えておく。
次に,②ふりこを静止させ,そこから手を素早く動かしてみる。
「ビュンビュンビュン・・・」
おもりが上下にポコポコはねるだけで,ちっともうまく振動しない。
次に,③できるだけ「まったり~」と振ってみる。
・・・・・真っ直ぐ垂れ下がった糸におもりがそのままついてくるだけ。
最後に,④おもむろに手を動かしてふりこが振動しやすいように振ってやる。
もちろん,ふりこはすぐに振れ始める。その時に再び声に出してリズムを数える。
「やっぱり・・・さっきと一緒じゃ!」
「ふりこを見ずに先生の手を見ながらリズムを数えてみ? これもまた一緒になっとるやろ?」

こんな感じで,全員で確認したあと,これまたみなさんに5円玉ふりこを配って,1人1人に「実感」してもらいました。


次に【ふりこの長さを短くしたら,手の動かし方はどうなるでしょう?】という問題。
ここでは,掲示物が威力を発揮した!

ボクの予想に反して,《ウ:ふりこを短くしても,手を動かす速さは変えなくてもいい》と予想を立てる子が半数近くいた。説明の仕方が悪かったのだろうか? しかし,理由をきいてみると,なんとなく分かった♪

今までと同じように,ふりこの長さが短くなっても,同じだと思う。

なるほど! おそらく,第2部までの流れが「ふれはばを変えても周期は同じ」で一貫されていたから,その流れで考えたのだろう。

《イ:糸を短くすると,長い時よりゆっくり手を動かさなければならない》
分からんけど・・・ゆっくり動かし始めた方がふりこがうまくついてきそう・・・


それらに対して,《ア:糸を短くしたら手の動きも速くしなければならない》のメンバーから元気に反論が出た。

それって,おかしいでえ! さっきの問題と一緒で,ふりこにはちょうどピッタリ合う速さがあるから,それ以外のスピードで振ったら,速すぎたらおもりがついていけなくて,さっきみたいにピョコピョコなるし,遅すぎたら振動を始めれないと思う。

第1部でやったように,ふりこの周期は糸の長さで決まる。で,前に貼ってあるのを見たら,糸が短くなったら周期も短くなっとる。で,さっきの実験の結果も考えたら,糸が短くなったんだから周期も短くなっていて,そしたら手の動きもそれに合わせて速くしなければならない。


いやはや,ここまできっぱりと言い切れるのは大したものだ(^^)
はたして・・・・・! 実験結果は《ア》を支持するのです。


今日は次の問題までまとめてやってしまおうと思ってたんだけど,けっこう子どもたちがイイ感じで意見を出してくれるので,たっぷり議論につき合った。そのあと,実際に自分たちでも体験してもらった。
これが,ゆくゆくは『固有振動』の概念につながっていく・・・今日の子どもたちの発言を聞いていると,それが容易に想像できるのがなんだか嬉しい☆
本当はもっとあとから提示する予定だった「そのふりこの周期に合わせて手を動かすと,よく振れる」という掲示物を今日のまとめとして貼った。
  1. 2006/02/24(金) 14:18:48|
  2. ふりこと振動2005
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徳島で小学校教員をしています。

後藤浩之

Author:後藤浩之
小学校教員になって15年目。
仮説実験授業を始めて14年目です。
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