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流水実験器を使って <風やゴムのはたらき>

流れる水の働き実験器

 流水の働き実験器を借ります、って3年生の担任が来た。一体、何に使うんだろ?

 「笹舟を作って浮かべるんです」って。なるほど!

 何でこんなのがあるのを知ってるんだろ? あ、器具収納マップを見たのかも知れんな。

 

 ウチの小プールは、大きなプールの底を高くしたもので、広すぎて風で遠くへ行ってしまうと回収しにくい。なるほど、これで水面を作るとうまくいく。

 "この排水管をつないで、出口をピンチコックで閉じておくと、後始末もしやすい" ってアドバイス。"水を入れた状態で持ち上げんなよ、壊れるから" も忘れずに。

 

 なるほど、校舎の渡り廊下の風の吹き抜けるところで実験しておる。場所を選べるってのも良い所だ。


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LEDやコンデンサには <発電と電気の利用>

LED

 職員室にあった教材見本。しかけから考えてみる。コレはLED。直列に電流制限抵抗が入れてある。ちょっと大きめの470Ω。入れておかないと、手回し発電機を勢いよく回したらLEDが昇天してしまうことがあるから。

コンデンサ

 コレはコンデンサ。形状から極性を意識しているが、発電機を逆回しをすることもあるので、ダイオードが直列に入っている。丁寧な社のは、充電する、放電するってスイッチと、充電できたかどうかを示すLEDを付けているのもある。

白熱豆電球

 何も装備を背負っていないのは、白熱豆電球。電圧によってリニアに電流が増えるごく普通の熱抵抗で、極性も無いので、何もなしでOK。

DCブザー

 コレはブザー。裏には電解コンデンサを背負っている。手回し発電機の出力は、鋸波状の脈流なので、コンデンサで少々山谷を埋めてやる方が音が鳴りやすい。

 

 パーツをはめてはハンダ付けとは、手間のかかっている教材だこと。壊れにくく作るのって大変なんだ。

 ウチのは、裸のコンデンサだし、なぜこうしてあるかを知ったうえで指導してくれなくてはならんのだが…。


 


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スイングコイルを作っておく <電磁石のはたらき>

スイングコイル

 買い求めている教材セットは、このエナメル線を巻いたドラムが気に入っている。まぁるく巻いただけのエナメル線では、コイルを巻こうとするともつれてしまって、それを解くのに時間がかかってイヤになってしまう。その点、実験に使った後、このドラムに再び巻き付けておくと、ホンに調子が良い。

 

 で、このドラムを吊り下げると、空芯コイルと磁石で実験が出来る。その見本を作っておくと、こんな棒に取り付けなくても、手で下げて実験が出来る。それを見せるためのコイルのブランコ。スイングコイルだ。角材の部分を支持台のクリップにくわえさせると、演示実験がやりやすい。

 

 あとは、U型磁石やら棒磁石があればすぐに出来る。


 


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手づくりのてんびん棒で実験したらどう? <てこのはたらき>

手づくりのてんびん棒

 何でか知らんが体育倉庫から理科室にやってきた、棒。二人で棒を引きあうヤツだと思う。体育系のシールが貼ってあるし。

 で、コレの中心にヒートンを打ち込む。カッターナイフの刃の上に乗せて、釣り合ったところに印をして、下穴をあけてヒートンをねじ込む。

 この棒で、運動場に線を引いたらしくて、真ん中の帯の所にヒートンが来るのが少ない。

手づくりのてんびん棒

 で、そのヒートンにヒモを取り付ければ、支持台なんぞに掛けられるではないか。鉛筆で棒にマークして、そこまでの長さを計って計算してみるなんて実験が出来る。

 何とか9本製作できた。人数が少ないのでこれで足りそう。教材屋さんのテコ実験器と、細い木棒の天秤棒と、今回のコレで、1人一つ配布できる。やろうと思えば個人実験が出来そう。贅沢な実験環境だこと。

手づくりのてんびん棒

 あとはどうやって重りを下げるかだが、こんなもんを作ることにした。棒1本に3つぐらい要るかな?
 


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音の教材にそなえて <音のせいしつ>

音の教材にそなえて

 新年度の教科書には、3年生で音の教材が復活する。それに向けて手作り感満載の工作。

 コレは、ペットボトル側から「ブゥ〜ッ」って大きな声で言うと、紙コップ底の物体が動くというモノ。

音の教材にそなえて

 ペットボトルの頭部分を切り離して、切り口にラップを張ったもの。太鼓の上に近づけると、接していないのにラップ上のモールが弾むというモノ。

音の教材にそなえて

 ストロー笛の一枚舌バージョン。いわゆるクラリネットの吹き口部分をストローで作ったモノ。一枚リードを唇で押さえながら吹き込むと震えて音を出してくれる。

音の教材にそなえて

 ストロー笛の二枚舌バージョン。いわゆるオーボエの吹き口部分をストローで作ったもの。

 私の時代は「麦笛」って言ったが、最近なら、カラスノエンドウのピーピー豆の笛、って言うとわかるみたい。

 ストローの、ツブシ具合と、押さえ具合が鳴るか鳴らないかの分かれ目。うまくいくと結構大きな音がする。

 口の中で、振動を感じられるので良い工作かも知れん。

 

 昔、糸電話以外に、こんなもんを作って遊ばせたもんね。

 

紙コップで

 紙コップに糸を付けただけ、だけど、爪を立てて糸をしごくと音が出る。強くしごくと、犬の鳴き声みたい。

リップリードの笛リップリードの笛

 倉庫を物色していると水道管があったので、切れ端を拾ってきた。湯で温めて広げて、マウスピースのようにして、リップリードの笛にした。要するに、ラッパの音の出し方。唇でおならのような音を出すと、鳴る。

 

ストロー笛を作る

 タピオカストローを使ったパンフルートは こちら で。
 


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メーターを作る <電磁石のはたらき>

メーターを作る

 プラコップにエナメル線を巻きつけた。その中ほどに磁石をぶら下げて、それに爪楊枝で針を取り付けた。これで、メーターの完成。普通のメーターはほとんどムービングコイルだが、作りやすい方のムービングマグネットタイプのメーター。MMタイプのメーターは、中国製の電池チェッカーで使われているのを見たが、針がピュンピュンと動いて落ち着かない。

メーターを作る

 針の背中に厚紙を配置して、目盛りらしきものを描くとメーターらしくなった。

メーターを作る

 試しに、5Aほど流してみた。ちょっとコイルが熱くなる。そりゃぁコイルを負荷にした回路だから。

 ま、鈍感なガルバノメーターって感じのものになったんではないかな。

 

 「電磁石を使って」って段ボール箱に入れておこう。


 


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クリップモーターを作って用意しておく <電磁石のはたらき>

クリップモーターを作る

 我が家で少々カビの跡が残ってるベニヤ板を刻んで持ってきた。それにクリップモーターの支柱(電極)を取り付ける。

 電極は、もののあたたまりかたで使い古した銅板。けがいて、切り出して、ポンチで穴をあけて折り曲げる。

 

 その一方で、フィルムケースを芯にしてコイルを巻く。1mmΦのエナメル線があったのでそれを使った。

クリップモーターを作る

 フィルムケースに10回巻き付ける。エナメル線の両端をペンチで挟んで強く引っ張り、固く巻いた状態にして、ホットメルトで4か所ほど、ほどけない様に固定してしまう。フィルムケースから外して、芯棒として出している裏側もホットメルトで固定。

 芯棒の部分を整形して、片方のエナメルを全部剥き、もう一方は片面だけ剥く。

 試しに回してみたが、ズレてきてはみ出したグルーが支柱に触れて回りにくくなるので、芯棒のコイル寄りの所に細いストローを刻んで付けた。手持ち品にビーズなんぞがなかったので。

クリップモーターを作る

 作り上げたのは班の数の6台。今までに作ったのと合わせて全部で7台。班ごとに回してみて、何で回るんだろう、って秘密を発見して、それを説明できるようにと班で考えさせると面白そう。

 

 定格として書き込んだのは「1.5V、5A+」。回転しているといいんだけど、通電状態で止まると電源装置の定格を超える。なので、一番低い1.5V.これで十分に回る。回りにくかったら、磁石の位置をコイルの横にして手持ちするなど工夫してみることだ。

 

 クリップモーターというのが一般的な呼称のようなので、支柱をゼムクリップで作ってみたが、整形しにくい。それで豊富にある銅板を切って支柱にした。なので、クリップは使っていないけど「クリップモーター」。

クリップモーターを作る

 追加して、たくさんある0.5mmのエナメル線でも作ってみた。軸受けに掛けるのが少々細いかなと思って1mmで作ったのだが、0.5mmでも大丈夫みたい。細い分巻き数を多く出来た。数えてないが30回くらい巻いたと思う。

 大きなビーズを芯棒にはめてグルーで固定した。支柱に当たっても軽快に回る。巻き数が多い分よく回るような気がする。

 

 
 


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<水のゆくえ>に入る 

水のゆくえ・蒸発

 最後の単元に入る。蒸発ってやったのだが、常温でも起きるのかってテーマ。日常生活で出会っているはずなので予想も。

水のゆくえ・蒸発

 用意したのは、教室で長く観察するために、給食の時間に集めてきたヨーグルトカップ。使い捨てにするのは便利なので。

 内側の水面の高さに鉛筆で書き込む。片方はラップで蓋をする。

 いたずら心で、入れた水は海水程度の食塩水。結晶が出てくるほど蒸発させると、5年生での学習につながるんだがな。ちょっと濃度が薄いかも。

 ラップは、昔のトランスペアレンシーとして焼き付けるための厚めの塩化ビニリデンフィルム。セロハンテープでとめて、輪ゴムで縛っておく。

 1週間ほど置いといたら、塩が出てくるとおもろいんだが。


 


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水を冷やし続けるとどうなるのか <水のすがた>

水を冷やし続けると

 今日は氷を作る実験。

 45分で完結しようとすると、0℃で暫くとどまってから凍り始めるってプロセスを重視するか、凍ることを間違いなく見るかを選択することになる。凍らなかったら面白くないので、必ず凍るように仕掛けをしておく。

 氷には、飽和食塩水を入れて液体で試験管の水から熱を奪うことにする。

 

 実験装置で大切なのは、温度測定用の試験管の、温度計がよく見えるようにすること。水道水が15℃、冷えていって最も冷えた時の温度が−15℃位になるので、それが見えるように試験管をセットしなくちゃならない。

水を冷やし続けると水を冷やし続けると

 何で結果の記録が、マイナスの温度からになるんだろう?、って思ったら、放射温度計で氷の温度を計っておる。ちゃうやん、水の温度を調べるんやろ、って。そう言えば、今までは私が放射温度計を手に持って机間巡視しながら、氷の温度を知らせてたのだった。

 温度は低い方が楽しいから、そちらにつられたみたい。

 棒温度計で水温を計るが、それもちょっと怪しいのがある。−1℃なのにすぐそばの「0」につられて、0.1℃ってのがあった。0.1℃ってプラスやんか、0℃より下はマイナスって言う、って。

 

 すべての班で氷にはなった。温度計のささった試験管は大人の手で回収してぬるま湯につけて取り外す。

 ビーカーは500mL、それに山盛りの氷、食塩は80g、食塩水は100mL。机間巡視しながら薬さじで氷をかき混ぜると、マイナス15℃まで下がった。

 

 食塩はよくこぼれること。4年生は、こぼれた食塩を口にはこんでおる。やっぱり。

 

 

 

 

 


 


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クリップモーターかぁ <電磁石のはたらき>

電磁石を応用して

 授業が終わった後、教科書の図を見ながら担任がつぶやいた。少々進度が早いのだ。やることがほぼ終わりそうなので、何かほしいって事だろう。イチから作るってことになると面倒だし、ってつぶやきだろう。

 

 で、「我楽多」って箱を探してみた。出てきたのはコイルだけのクリップモーター。ちゃんと電源装置の定格に合わせた使用電圧と電流がメモしてある。何とも木っ端で作ったという手作り感が良いでしょ。

 左右の心棒のエナメルの剥き方に秘密があって、この状態で回転する。モーターの構造まで学習しなくても良いのだが、応用したおもしろ実験。ある私学女子中学の入試問題に出たもの。

モーター説明器

 ほかに、昔からのモーターの説明器だって完動品で置いてある。

電磁石を応用して電磁石を応用して手作りスピーカー

 続いて手作りスピーカー。3〜4世代前のPC室のデスクトップコンピュータについていた外付けスピーカーを分解して外してきたアンプの基盤もある。あとは音源をつなげば、音は悪いが聞こえる。スピーカーって、箱が良い音を作るのであって、こんな裸では、良い音を求めるのは無理。鳴るってことだけは確かめられる。

電磁石を応用して

 単純に空芯コイルで遊ぶのなら、ブランコ。このコイルの中に棒磁石を入れて通電したら、はじかれたり吸い寄せられたりする。これも私学中学入試問題に出たもの。

電磁石を応用して電磁石、教材キット

 これなら、リール巻きのエナメル線を持っているので各自で実験が出来る。やりすぎると熱くなるので注意が必要だが。

方位磁針のメンテナンス

 すごい電磁石って言うとコレだな。着磁器。コンクリートネイルが磁石になるよ、って道具。もっぱら、狂ってしまった方位磁針に着磁しなおすのに使っている道具。

 

 クレーンの先に吊るして、鉄くずを持ち上げる電磁石が教科書で紹介されている。そんなの、すでに実験でやった。釘を吸い付けて、その重さをはかるためにヨーグルトカップの上で電源を切って落としていた。

 

 なんやかんや、面白そうなのを作っておくのも私の楽しみ。


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最終更新日: 2020/09/24

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