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11時間目



今日は変わった実験道具が登場する。
【1つの棒に長さの違う3種類のふりこをつり下げて,棒の端を手でもって振る。どのふりこが一番よく振動するか?】
という問題。ボクがこの授業書の中でも特に好きな実験でもある(^^)v


『3連ふりこ』を取り出した時点で,「この実験知っとる!」と叫んだ子がいた。
はて? 何かのテレビ番組の科学実験なんかで取り上げられたのだろうか??
とりあえず,実験方法について説明する。ポイントは「どんな速さで振るにせよ,手の動きは3つのふりこすべてに伝わる」「実験をやる中で,手を振る速さはいろいろ変えてみる」ということ。これをふまえた上で予想を立ててもらう・・・

《イ:一番短いふりこが一番よく振れる》

軽いし,動きやすそうだから。


《ウ:真ん中の長さのふりこが一番よく振れる》

短いと動きやすいし,長いと動きにくそうだから,真ん中だったらちょうどバランスが取れて,どんなときにも一番うまく振れる。


なるほど。ここでもやはり,ふりこの見た目の印象からして「どのふりこが振れやすいか」ということを考えている。
「ここまで来たら,これまでの実験結果をスパッと適用してくれんかな?」と言いたい気もするが,そうではないだろう。
人は,やっぱり「何にこだわるか」は十人十色。むしろ,「今度ばかりはひょっとしたら・・・」と考える子の方が,むしろ柔軟なのかもしれない。こういう風にあらゆる角度から発想する子がいるから面白いものなんだろな☆
しかし,柔軟に考えることは大切かも知れないが,それだけじゃ未知の問題を正しく見通せる力にはならない。やはり,「繰り返された事実をもとに分析する力」が決定的に重要なんだと思う。ここにこそ討論をする意味がある!

《エ:手を振る速さによって,うまく振れるふりこは変わってくる》

ふりこの周期は糸の長さで決まっている。ということは,Cがうまく振れている時の速さではAはダメ。反対に,Aがうまく振れている時の速さではBやCはダメだということ。だから,手を振る速さによって,振れるふりこが変わってくるはず。

1つの棒でつながっているけど,1つ1つのふりこを手で持っていると考えたら分かる。そしたら,今までの実験のように「そのふりこの周期に合わせて振らなければうまく振動しない」んだから,手を振る速さによって,うまく振れるふりこは変わってくる。

糸の長さによって,3つのふりこはそれぞれに決まった周期がある。だから,手を振る速さによって,その時にたまたまピッタリ周期の合ったふりこだけが振れると思う。



いやはや,大多数の子がエの予想に集中している心強さもあるが,なんとも明確な論理ではないですか!(~~)


《エ》の予想の子の理由を聞いたとたん,予想変更する子が続出!
ただ,一人だけ「アに予想変更」という。理由を聞いてみると,「手に近いから一番振動が伝わりやすい」と言う。なるほど,これも日本全国あちこちの授業実践の中で出てくる言葉らしいけど・・・時と場所を越えて,人の認識過程って共通のものがあるんだな~( ・_・;)

その意見への反論の中で,「この実験見たことある!」の真意が判明した☆

前に『名探偵コナン』を見ていた時に,マジシャンみたいなおっちゃんが,「ほら,どのふりこを振らしてほしい?」って言って,「真ん中を振らすぞ~」と言ったら本当に真ん中のふりこだけが振れる・・・っていうのがあったんよ。それはマジックではなく,この実験と同じなんだと思う。つまり,振らしたいふりこの周期に合わせて手を動かしてやっただけなんだと思う。

なるほど! そういうのがあったんだ♪
『名探偵コナン』に実験がパクられてるなんて・・・仮説実験授業もたいしたものだ(笑)

ほな,「真ん中だけが揺れて,あとは全然揺れない」ってこと?
たぶん,そうなると思う・・・

こんな議論が続くので,「ウソかホントか実験しよう!」ということに・・・

まずは,「1,2,1,2,」と速いリズムで振ってみる。すると見事に短いふりこだけが振動し,あとのふりこはただブラブラしているだけ!
次に,「い~ち,にぃ~」のリズムで振ると・・・今度は一番長いふりこだけが揺れ始める。さっきまでうまく振動していた短いふりこは,次第に動きがおかしくなり,やがて「ただ棒に垂れ下がっているだけ」状態になってしまう。この,リズムの変化による振れ方の変化が本当に見事なんだな☆
最後に,ちょうど真ん中あたりのリズムをとってみると・・・真ん中のふりこだけがうまく振動を始め,さっきまで振れていた長いふりこは,次第に動きがおかしくなってくる。

子どもたちは「うわ~」と(小さいながらも(笑)感嘆の声をあげてくれる。
この一瞬が好きなんだ(^^)v でも,この実験は本当に見事に決まる。

2名ほど希望をとって,やってもらった。3種類ともうまく振り分けている。

最後に,3連ふりこを持つ子に「目をつぶってみ?」といい,ボクが手に持った5円玉ふりこを3種類のどれかに長さを合わせて振り,クラスの子どもたちに声を出してリズムを唱えてもらう。その声を聞きながら,目をつぶったまま3連ふりこを振ると・・・これこそまさにマジックにかかったように,5円玉ふりこと長さのあったものだけが振動を始めるではないか!
・・・っていうのをやりたかったんだけど,うーん,うまくいかない(^_^;
やっぱ,これにはちょっと「慣れ」がいるからな~。

悔しいので,5円玉ふりこを子どもにやってもらい,目をつぶって3連ふりこを振る役目をボクがやってみた。
すると・・・うまくいったヽ(^。^)丿


ここでちょうど授業時間終了!
実験結果のまとめの欄に「周期の合ったふりこだけがうまく振動を始める」と書き込んでもらう。

最後にブランコについての【質問】が出てくる。ブランコをこぐ時にも,「そのブランコの周期に合わせてグーッと力を加えるのが,うまくこぐコツ」だというのはすぐに理解してくれる。
「サーカスの空中ブランコって長いだろ? そしたら公園にあるようなブランコと比べて周期はどうだろう?」
「ん? メッチャ長いんちゃう?」
「だろうな♪ ということは,空中ブランコなんかだったら『グ~~~ン!』って感じで,すごく長い周期で力を加えてるんだろうな」
「先生,ほな,ハイジのブランコだったら・・・?」
「そりゃもちろん,『グ~~~~~・・・・・・・あれ?』ってぐらい,果てしなく長い周期になるはずやな~」
「ゲラゲラゲラ!」(大爆笑)
「でも,テレビで見たら,めっちゃ速い周期でハイジのブランコは振れてるだろ? 科学的に考えて,あれはありえんよな~(笑)」

最後に,おもしろい話で締めくくったが・・・こういう話ができるということは,かなり「振動の周期」というもののイメージが出来上がってきている証拠☆
「ブランコって,普通,足で蹴って揺らし始めるだろ? あれ,手でも足でも勢いをつけずに,ただ座って力を加え続けるだけでも揺れ始めるんよ?」
「!!???」
「ほなけんな,誰かが乗っている時に横で見ながら,そのブランコの周期のリズムを覚えておく。そして,ブランコに乗ったら,足は宙に浮かせたまま,さっきのリズムに合わせて鎖を持つ手と膝の曲げ伸ばしに力を加えるんよ。大切なのは,焦らず『そのブランコの周期のリズムに合わせて力を加える』ってこと。ホンマにできるから,やってみてみ?」

いつもなら,このあと全員で校庭に出て行って実験してみるのだが,あいにくこの日は雨だった。
さて,あれから誰か試してみてくれたかな?(~~)

  1. 2006/02/28(火) 14:21:21|
  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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