You-学舎は、大阪(茨木・南茨木・千里山)、京都(西院・太秦)の個別指導・学習塾です。

【千里山】化学と不老不死 おもしろ理科話6「秦の始皇帝と水銀」

 理科系の関連記事

JUGEMテーマ:教育

秦の始皇帝と水銀

おもしろ理科話3にて、海洋生物と不老不死についてお話ししましたが、今回は化学と不老不死のお話をしたいと思います。

 

秦の始皇帝

秦の始皇帝と言えば、社会の教科書にも出てくる歴史上の人物ですね。

秦が中国を統一するお話は,マンガでも大人気ですね。

 

中学で習うことは大まかに二つ

中国を統一した。

北方民族に備えて万里の長城を作った。

 

ここからが少しマニアックなお話。

中国統一後、秦の始皇帝は不老不死になろうとします。

不老不死の研究を命じられた研究者たちは、不思議な性質を持つ水銀に目をつけました。

水銀の不思議な性質

水銀の性質は本当に面白いです。

金属で唯一の液体です。ほとばしるターミ○ーター2感。

(写真はwikipediaより引用)

 

水銀は様々な金属と常温で反応します。

その光景はまるで、水銀が他の金属を取り込み、成長しているようです。

何も知らずにそれを見たら、水銀が不思議な力を持っていると言われても信じたでしょう。

さらに、水銀は、金や、銀といった金属とも反応することができます。反応性の乏しい金と反応することができるのは珍しい性質です。水銀との合金をアマルガムといいます。(金属を混ぜ合わせたものを合金と言います。青銅や鋼などが有名ですね。)

昔はこの性質を使って金と銀を取り出すときにも使われていました。

この方法では水銀を蒸発させます。危険だということで、現在はあまり使われていないようです。

水銀は日本では、四大公害の原因にもなっているものですので当然と言えば当然です。

 

水銀と始皇帝

始皇帝は中華統一後、永遠の命を欲します。

不老不死の研究を命じられた研究者たちは水銀の含まれた薬を作りました。

水銀の性質により、水銀は永遠の象徴としても見られていたからです。

始皇帝は毒であることを知らずに、水銀の薬を飲みました。

始皇帝は、不老不死を求め、水銀を飲み、逆に死期を早めてしまったということです。

始皇帝が水銀を特別視していたことは、始皇帝の墓から見つかった大量の水銀からも分かります。

 

ちなみに、始皇帝の死後も水銀は不死の象徴として扱われます。

漢の時代には不死の研究は錬丹術と呼ばれるようになり、本格的に水銀の扱いや、薬の研究がされています。

西洋の錬金術でも不死の研究をしています。

錬金術の目的は金を精製すること。先ほど述べた、金と水銀の合金から金を取り出すことから注目を集めたことは想像に難くありません。さらに、不老不死を与える賢者の石は水銀と硫黄から作ることができると考えられていました。

水銀に対する興味は古今東西を問わないようですね。

実は、あのニュートンも錬金術を研究していたと言われています。

と言うよりも、錬金術は化学の先がけですから、科学者として、錬金術を学ぶことは当たり前だったのでしょう。

 

様々な可能性

水銀はかつては薬にも多用されていました。現在でも少しは残っていますが、今後、無くなっていく動きにはなっています。科学の発達により、良い面が発見されることもあれば、悪い面が発見されることもあるわけですね。

科学にも歴史あり。です。先人たちの研究を引き継ぎ、更なる研究を続けることで、今の科学は成り立っています。

また、研究されるのは、水銀のような、不思議な物質だけではありません。

 

最近話題になったニュース(2019年の6月時点)で一番驚いたのは、市販の液体のりを使って造血幹細胞の培養に成功したということでしょうか。最近では使う機会が少なくなっていた液体のりが最新科学に利用され成功するという摩訶不思議。液体のりを使うという発想は、研究者からすれば性質に目を付けた、当たり前の発想かもしれません。しかし、水銀のような見るからに特別な物質以外にも、このようなことが見込めるのであれば、私は身の周りの物全てに可能性を感じます。目の前にあるものが、当たり前ではないことを再確認させられたニュースでした。

 

また、流行っていたり、面白いと感じたものを見つけたりしたら、科学的な視点を取り入れて紹介できたらと思います。

 

理科おもしろ話シリーズ

 

この記事はたきもとが書きました。


【千里山教室】テニスを理系的に見てみた。おもしろ理科話5

 理科系の関連記事

JUGEMテーマ:教育

 

最近全豪オープンが熱いですね。

私も大坂なおみ選手や錦織圭選手の試合はいくつか見ていました。

そこで、ふと、普通に白帯上に球を打ったりしているけど、どれくらいの精度で打っているんだ?と気になりました。

そこで今回は簡単に計算してみようと思います。

 

許されない誤差

想定

テニスコートの大きさはシングルスコートだと縦が約12mで横が約8mです。相手コートもあるので縦は24mになります。

(実際はネットがありますが、ネットの高さは今回は考えないことにします。ボールの高さも考えません)

白帯の横幅は5cmで、ボールの直径は6.54cm〜6.86cmです。ボールは球形ではなく円形で考えるものとします。

 

コースはストレートでベースラインからベースラインに打つことにします。

つまりボールの移動距離は24mです。

 

 

計算

まずはボールを白帯上に乗せようと思った際に許される誤差について考えます。

白帯の端にボールの端がギリギリ載るときはボールの半径分だけずれていることになるので、3.4cmずれています。

白帯の幅5cmと反対側にずれることを考えると11.4cmまでの誤差であれば白帯上に乗ったことになります。

 

この11.4cmの幅は24m先にあるわけですが、球を打つ際の角度にどれくらいの誤差まで許されるかを考えます。

計算してみた結果

 

 

約0.2度

 

 

え、マジで(汗)

絶対どこかで間違えたやろって思うレベルの誤差やで。

間違ってたらごめんなさい

もしこれが合ってるなら、プロの選手って本当にすごすぎです。

 

もう少し計算してみた結果、1度ずれると50cmほどずれるようです。

 

これに加えて、走りながら打ったり、えげつない回転を加えて打ったりするわけです。

プロの選手って実はロボットかなんかじゃなかろうか?

そんな細かい誤差すら許されない状況で使っている道具ってどんなものなんですかね?

気になったので調べてみました。

 

テニスラケット

フレーム

間違いなくカーボン製だろうと思っていたのですが、どうもチタンやタングステンといった金属も使われているようです。

ちなみにカーボン(炭素)は構造によって非常に硬度が高くなる物質です。その最たるものがダイヤモンドです。

テニスのラケットに使われているのはその手前のグラファイトと呼ばれるもので、これは釣り竿や競技用の自転車等でも使われています。

グラファイトをチューブ状に集めたものをカーボンナノチューブと言います。これは非常に軽量でやわらかく、それでいて強固という性質を持っています。このカーボンナノチューブは宇宙航空技術にも応用されています。

つまりフレームは宇宙品質の技術が使われてるってことですね。

 

 

ガット

ガット(面に張られている糸)に関しては調べて驚愕しました。

なんせ種類が多いです。化学繊維系だけでなく、自然由来系の糸もあるとは。

でも、確かに実際ボールに触れるのはこの部分なので、こだわるのは当たり前かもしれませんね。

化学繊維はナイロン、ポリエステルと意外と聞き覚えのある素材でした。

なんか凄そうなものを期待していたのですが、そうなるとやっぱり凄いのは選手ってことですよね。

 

 

私としては現代化学の粋を集めたラケットと最高のプレイヤーの組み合わせは見てみたいです。

誰か開発してくれませんか?(笑)

 

 

おもしろ理科話シリーズ

 

 

この記事はたきもとが書きました


【千里山】惑星を水に入れると浮く!? おもしろ理科話4「アルキメデスと惑星」

 理科系の関連記事

JUGEMテーマ:教育

「アルキメデスと惑星」

水に浮かぶ惑星

どのような星でも水に浮くのかというとそうではありません。

ある条件を満たす星は水に入れると浮きます。

 

どのような条件か確認していきましょう。

 

水に浮くってそもそもどういうこと?

物体が水に浮く理由

水のような液体に、物体を入れると、 浮力という上向きの力 が働きます。

この力と物体の質量を比べて、浮力の方が大きい場合、物体は水面まで浮かびます。

逆に重力の方が大きいと、物体は沈んでいきます。

 

つまり物体にかかる浮力の大きさが分かれば水に浮くかどうかが分かります。

浮力の大きさの求め方は、生まれるのが早すぎた古代ギリシャの天才、アルキメデスによって発見されていますので確認していきましょう。

アルキメデスの原理

アルキメデスの原理によると、

流体中の物体は、その物体が押し退けている流体の質量と同じ大きさで上向きの浮力を受ける。

とのことです。

分かりにくいので少し言い換えると、

液体の中の物体は、(物体の体積 × 液体の密度)だけ上向きの浮力を受ける

ということです。

つまり、 物体の体積の値が大きければ、それだけ大きい浮力を受ける ということです。

王冠の金が本物かどうか確かめるには?(体積と浮力)

ちなみに、アルキメデスがこれを思いついたのは、王様からの命令で、「王冠に使った金が本物かどうか?」を調べるためにどのような方法があるかを考えていたときだったようです。

その方法として、アルキメデスは王冠と同じ質量の金を用意しました。

 

これを、「てこ」によって釣り合わせた状態で、水に沈めます。

同じ金であれば、水に沈めてもつり合いは変わらないはずだからです。

しかし、てこのつり合いが崩れてしまいました。

 

このことから、王冠には金以外の金属が使われていることを、アルキメデスは王様に証明しました。

そして、このことから体積と浮力に目を付けたようです。

水に浮く条件

物体が水に浮くために必要なことは

  • 物体の質量よりもかかる浮力が大きい
  • 浮力=物体の体積 × 液体の密度

ということでした。

 

この情報を合わせると、「水よりも密度が小さい物体」は浮く。ということです。

水の密度はほぼ1g/cm3 なので、物体の体積(cm3)と質量(g)を比べて体積の方が大きいと浮きます。

ちなみに、本来はグラフの読み取り問題でも、水の密度を覚えているだけで解くことができる問題もあります。

 

水の密度は覚えておくと良いですよ。

 

惑星を水に入れると?

水よりも密度の小さいものが浮くので、太陽系の惑星の密度を並べてみて確認しましょう。

  • 水星 5.43g/cm3
  • 金星 5.24g/cm3
  • 地球 5.51g/cm3
  • 火星 3.93g/cm3
  • 木星 1.33g/cm3
  • 土星 0.69g/cm3
  • 天王星 1.27g/cm3
  • 海王星 1.64g/cm3

密度が1g/cm3以下の惑星は土星だけですから、水に浮かぶ星は土星でした。

土星は太陽系の中では2番目に大きな惑星ですが、木星型惑星と呼ばれる多量の気体でできている惑星であるため、密度が非常に小さいです。

 

木星型惑星は木星、土星、天王星、海王星の4種類でどれも他の地球型惑星と比べると密度が小さいことが分かります。

また密度が大きいということは、当然、体積は非常に大きく、水槽などで水に浮かべようと思うと 地球729個分の体積 にあたる水の量が少なくとも必要になります。

 

男性講師

……あくまで理論上のお話なので、実際にできるかは別の話ですね。

以上、「アルキメデスと惑星」でした。

 

ちなみに、「アルキメデスの原理(浮力)」については中学1年生で、「惑星」については中学3年生で習います。

 

理科おもしろ話シリーズ

 

この記事はたきもとが書きました。


【千里山教室】不老不死を研究せよ! おもしろ理科話3(海洋生物編)

 理科系の関連記事

JUGEMテーマ:教育

 

 

今回のおもしろ話は不老不死のお話。

老いず死なないは人類の一つの目標ともいえるものです。

今まで不老不死は、ファンタジー世界のおとぎ話でしかありませんでしたが、今では立派な研究といえるものになっています。

 

その研究の役に立つであろうものが、海洋生物です。

今回はその海洋生物について少しお話しましょう。

赤い甲殻に大きなはさみを持つアイツ

ロブスターは老死をしない生き物と言われています。

老死をしないということは、年を重ねるごとにどんどん成長します。

今までに見つかった最大の大きさは約20キロだそうです。

通常のロブスターが500グラム程度なので、およそ40倍の重さです。

完全に違う生物にしか見えないでしょうね。

 

しかし、本当に老死せずに成長し続けるのであれば、もっと大きいものも見つかってもおかしくないはずです。

もっと大きいサイズが見つかっていないのは、ロブスターの老死しないと言われている理由にあります。

老死しない理由

ロブスターは内臓ごと脱皮を何回も繰り返すことで、そのたびに前身の細胞が若返るという性質を持っています。

そのため、理論上は老衰で死ぬことはないそうです。

しかし、実際は脱皮に失敗することも多く、そのまま死んでしまうこともあるようです。

内臓ごと脱皮という豪快なことをしているので、失敗しやすいというのも当然ですよね。

 

古くなった細胞をすべて新しいものにしてしまうというのは、なかなか面白い性質です。

ただ、臓器ごと新しいものにしてしまうという豪快な方法を取っているので、人間に応用することは難しそうですね。

研究が進み、部分的にでもこの理屈を当てはめることができれば、などと考えるとおもしろそうです。

 

海をただようだけが能じゃない?

海を漂っているようにしか見えない生き物、クラゲが注目されています。

その名もベニクラゲ

 

普通のクラゲは死ぬと海水に解けてしまいます。

しかし、ベニクラゲはダメージを受けると、自身の一部を幼体に変化させるという性質を持っています。

不老ではありませんが、火の鳥のように死にそうになると子供に若返ることができるということです。

普通に死んでしまうこともあるようですが、それでも十分に、不死と呼べる性質でしょう。

 

現在はまだ研究段階ではありますが、この研究が進んでいけば、若返りとまではいかなくても、長生きすることができるようになるのかもしれません。

またほかのクラゲの仲間でも同じような性質を持つものもいるようです。

それらの研究が進むことで、不死に近づくのかもしれませんね。

 

これからの研究

不老不死のお話は以上ですが、このように、まだまだ解明されていない生き物が海の中には多いのです。

単純な話でいうと、魚の動きも物理的にはまだ解明されていません。

これが解明されれば、早く泳ぐことのできる魚の動きを再現したロボットが開発されるでしょう。

 

海洋生物の研究でいえば、 近畿大学の「近大マグロ」とウナギの完全養殖 が記憶に新しいですね。

最近では、魚の捕りすぎている問題から、日本でも本格的に養殖を増やしていく必要性が問われています。

養殖がもっと必要ということになれば、これから、海洋生物の分野はどんどん伸びていくことになるでしょう。

 

海洋生物の研究が進めば、食べ物の問題も解決するし、不老不死にもなれるかもしれないということですので、これから進路を決める人はぜひ、海洋生物研究も視野に入れてもらえたらと思います。

 

以上、「不老不死を研究せよ!」でした。

 

 

塾講師

海洋生物の研究といえば理系だけの話のように思いますが、日本の「漁業問題」や「養殖産業」にも結びつければ小論文や地理、時事問題にもなります

 

日頃から幅広い視点で物事を見るように心がけましょう!

 

おもしろ理科話シリーズ

 

冬期講習生募集中です!

You-学舎では冬期講習生を募集しています。

大阪・京都で20年以上の地域密着の指導が自慢です。

ぜひお気軽にお問い合わせください。

 

この記事はたきもとが書きました


【千里山教室】ストレートは空を飛ぶ?おもしろ理科話2(重力編)

 理科系の関連記事

「ストレートは空を飛ぶ?」

最近何気なくテレビを見ていたら、

ふと気になることがありました。

 

なぜ、野球のストレートはまっすぐ進むのか?

 

 

「どうした?」と多くの人は思ったかもしれませんが、

これは異常事態です。

 

ボールが落ちないということは、

重力を無視しているではありませんか!

 

私との温度差を解消するために、

まずは重力についてお話ししましょう。

(重力は中学1年と3年の理科で習います)

「重力」とは?

地球上ではどこでも働いている

「地球の中心向きの力」のことです。

力が働いていると必ず物体はその方向に動きます。

ペンなどを空中で離すと、

ペンは下へ落ちていくのは、

地球の中心に向かって動いているということです。

 

地面や机に接していると、

「垂直抗力」という力が重力がつり合うようになっているため、

地面に埋まっていくことはありません。

「力がつり合う」とは?

力が「反対向き」「一直線上」「同じ強さ」で働いている状態です。

この状態だと、物体は動かないか、

「等速直線運動(同じスピードでまっすぐ進む運動)」をします。

ストレートと重力

ボールは手から離れた瞬間から、

空中にあることになるので、

重力によって下に落ち始めなければならないはずが、

落ちているようには見えませんよね。

 

ボールはめっちゃ早いから、

落ちる前にキャッチャーミットに収まっているんじゃないの?

と思った人もいるかもしれませんが、

ボールを投げてからキャッチャーに届くまでを

0.5秒で到達するとして考えたとしても、

1.2メートル近く落ちる計算になります。

(計算の方法は高校の物理で習うのでここでは省略)

しかし、1.2mも落ちているようには見えません。

 

ボールが重力を受けているのに

下に落ちないということは、

力のつり合いを考えると、

ボールに上向きの力が働いているはずです。

 

落ちるはずのボールが落ちない。

しかも上向きの力をもってまっすぐ進む。

「これは、ストレートは空を飛んでいる!」

と言ってもよいのではないでしょうか?

 

空を飛ぶ乗り物代表の飛行機と比べて、

ストレートが空を飛んでいるのかを考えてみましょう。

 

飛行機が飛ぶ理由

飛行機も基本的には前にしか進もうとしていません。

飛行機には翼はありますが、

鳥のように羽ばたいているわけではありませんし、

翼の下にジェットエンジンがついていても、

地面に対し水平についているので

前向きに進む力しか生み出しません。

 

しかし、前向きにしか進もうとしていないのに、

飛行機は飛ぶことができます。

 

それは翼の形状が特殊な形状をしていて、

上下を通る空気の速さを調整することで、

上向きの力を得ているからです。

速度が速くなればなるほど上向きの力は大きくなります。

 

「飛行機は前にめちゃくちゃ早く進むことにより、

翼に上向きの力がかかって飛んでいる」

ということです。

 

ストレートと飛行機

ボールは翼のような特殊な形状ではありません。

縫い目に凹凸はありますが、ほぼ球体です。

しかし、飛行機にはない動きをしています。

 

回転です。

もう少し正確に言うならば、

「バックスピン」です。

 

このバックスピンが、

ボールが上下を通る空気の流れを変化させることで、

上向きの力を発生させています。

ストレートは、ボールが回転しながら

時速140キロ程度で前に進むことで

上向きの力を発生させているから、

落ちずにまっすぐ進むのです。

 

前に進む力を利用して、

上向きの力を得るという点においては、

飛行機もストレートも同じです。

 

つまり「ストレートは空を飛ぶ」のです。

 

講師

空を飛ぶというのは言い過ぎかもしれませんが、ストレートがまっすぐ進むことのように、当たり前のように思えても、実はちゃんと理屈があることは結構あります。

ちょっとでも疑問に思ったら調べてみるといいと思いますよ。

 

おもしろ理科話シリーズ


【千里山教室】電流戦争 おもしろ理科話1

 理科系の関連記事

JUGEMテーマ:教育

 

今回は電気の分野で習う「電流」の昔話。

この話を読めば、電流のことがちょっと分かるかもね。

 

電流戦争

(電流戦争とは二人の天才が、どちらの電流システムが優れているのかをかけて争った戦いである)

 

実際に争った二人の天才について紹介します。

 

まずは一人目 トーマス・エジソン

 

エジソンは誰もが聞いたことがある訴訟王発明王。電球、映画などの発明者として有名ですね。

 

 

二人目 ニコラ・テスラ

 

テスラは知る人ぞ知る超天才。蛍光灯を実用しようとしていた人物の一人です。

一般的にテスラと言えば、車のテスラモーター社が有名ですね。これはテスラの会社ということではなくニコラ・テスラにちなんで名づけられた社名だそうです。

ニコラ・テスラはもともとエジソンの社員で、エジソンと電流をめぐるトラブルをきっかけに独立し、エジソンとバトルを繰り広げます。

 

 

電流戦争の概要

1880年ごろのお話で、その当時は今のように電気を使用できる配電システムはありませんでした。

そこで、エジソンは当時、実用化の目途が立っていた直流電流を、ニコラ・テスラは自ら交流用のモーターを開発し交流電流を使って配電システムを普及させようとしていました。

(※交流電流:電気の流れる向きが周期的に入れ替わる電流)

 

直流電流のエジソン VS 交流電流のテスラ

当然二人はぶつかることになるのですが、これだけなら戦争などとは呼ばれません。

 

電流戦争の流れ

二人の衝突は、テスラがエジソンの会社にいたときから始まります。

 

エジソンが工場を交流電流で動かすことができれば、「報酬を出す」と言ったのですが、テスラが見事それをやってのけても報酬を渡しませんでした。その後もテスラは交流電流の有用性を訴えましたが、エジソンがそれを受け入れません。ついに、テスラは交流電流を広めるために独立しました。

(テスラはこのときに、交流用のモーターを開発しています)

 

 

その後、二人はどちらの配電システムが優れているか争うわけですが、エジソンのとった手段がえげつない。

 

エジソンはわざわざ交流電流を使って、死刑用の電気椅子を作り「交流電流はなんて恐ろしく危険なのだ」とネガティブキャンペーンをしました。ちなみに直流電流でも作ることは可能

 

それに対し、ニコラ・テスラは自らの身体に交流電流を通す機械を巻きつけるショーをやってのけ、安全性を示して魅せました。

 

(雑記:二人ともマッドサイエンティストな感じがしますね。実際、直流、交流どちらでも同じようなことは出来るはずです。要は電力を大きくなれば危険は増しますが、電力を小さくしてあげれば危険は減ります。電力の大きさは電流と電圧の二つで決まるのでその二つの値を上手く調整して危険と安全のアピールを行ったということです。電力(w)=電流(A)×電圧(V))

 

そのあとはどちらが優れているかの性能勝負。

手段を選ばない電流戦争の結果はニコラ・テスラの交流電流の勝利で決着がつきました。

 

いま私たちが使っている家の電気はすべて交流電流であるのもテスラが交流モーターを作成したおかげです。しかし、家電には交流電流を直流電流に変えてから使うものもあれば、電池はそもそも直流電流です。直流電流が全く残っていない、というわけではありません。配電システムにおいては交流電流の方が優れていた、ということです。

 

 

残る疑問

 

なぜ今にも残る発明をした二コラ・テスラトーマス・エジソンよりも無名なのでしょうか?

 

ニコラ・テスラについてのお話はまだまだありますが、全部書いてしまったら面白くないので気になった人は是非調べてみてください。

 

 

おもしろ理科話シリーズ

 

 

この記事は たきもと が書きました


【千里山教室】台風21号と、速度の単位変換

 理科系の関連記事

 

先週の台風21号すごかったですね。幸いうちの建物は損壊もなく、停電もなく、すぐ翌日から授業を再開することができました。

 

でも周りを見渡すと・・・

信号があらぬ方向を向いていたり、木が根元から倒れていたり、電線が切れていたり。

 

私の実家も屋根の一部が飛んでしまったようで、週末の雨で雨漏りしてしまっているとのこと。今はとりあえずブルーシートをかぶせて、修理の順番待ちです。

 

また、塾イベントで茨木市へ行ってきたのですが、会場近くの茨木神社では修復?のために設営した屋根がめくれていました。

あれからもう6日経ちましたが、まだいたるところで台風の爪痕が残っており、元に戻るにはもう少し時間が必要そうです。

 

 

北摂あるある

北摂はいつも台風が来ても、夜から風雨が強くなり始め、深夜がピークで、翌朝には快晴になっていることが多いのです。

 

子どもたちにしてみれば、半日ずれてくれれば学校休みになったのに〜ってところでしょう。(私も子供のころそう思った)
 

千里山に関して言えば、近くに海や川があるわけでもなく、土砂崩れの心配もなく、せいぜい自分ちのベランダから物が飛ばないように気をつけるぐらいでした。

台風による被害というものが普段ほとんどない地域です。

 

しかし。今回のように前日から休校が決まっていたことなんて、私の記憶にはありません。

 

天気予報では、これまでにないくらい天気予報士が必死に台風の危険性を解説していましたから、ヤバいということは分かっていました。だから塾も前日の晩に、閉室することを決めました。

 

 

本気で台風を怖いと感じた

台風当日は午後から、自宅でたきもと先生と電話会議をしていました。
 

その時間帯がちょうどピークだったらしく、照明がチカチカ、テレビがついたり消えたりし始めます。

 

電話も途切れてしまったので一度中断し、ベランダに飛んできた何かを確認しようとドアを開け一歩外に出た途端、また強風とともに何かが吹っ飛んできました。

 

ギリギリ当たらずにベランダに転がり落ちた音で、空き缶だと分かりました。あっぶな〜直撃してたら怪我してたかも…

 

 

風速ってピンとこない

あわてて部屋に引っ込み、テレビの台風特番を見ながらふと思いました。

 

「風速40mとか言われても、すごさが分からん。」

 

人のせいにするわけじゃないですが、こんなに危ないならベランダに出なかったのに!風速ってなんやねん!

 

よく考えてみれば。

風速というのは1秒間に風が何m進むか、つまり秒速で表しています。でも私たちが日ごろ速さを表すときは時速を使います。

 

だから風速を時速におきかえて計算すれば、すごさが実感しやすいはず!

 

試しに最大風速だったという47mを時速におきかえてみます。

47m/秒×3.6=169.2km/時・・・

 

え?169?

 

大谷選手が投げる球よりも速いです。素人には見切れないでしょ。

 

じゃあ外は大谷選手がいろんなものを投げまくっているような状態?そんなもん危ないに決まってる!!
 

 

小中学生がニガテな速さの単位変換

今やってみたように、秒速を時速に変えたり、時速を分速に変えたりする問題が出てきますよね。

 

混乱してとんでもない数字になっていたり、mをkmになおしていなかったり、点数を落としてしまいやすいところです。

 

せっかくなので、解説しておきましょう!

 

You−学舎 速さの問題 小学生You−学舎 速さの問題 小学生

まずはこの図を写してみてください。

※矢印の向きやケタに注意してね

 

速さというのは、

時速☆kmとか分速☆mのように、「速さ」の部分と「距離」の部分があります。

 

今回の例のように、

秒速47mは時速何kmになりますか。という問題であれば次のように解きます。

”誕を時速に変えるために×3600します。すると時速169200mとなりました。

■蹐鬘襭蹐吠僂┐襪燭瓩÷1000します。すると時速169.2kmとなりました。

 

この2ステップでおしまい!

 

さきほどの私の式では47×3.6=169.2としていましたが、もう少し丁寧に書くと

47m/秒×3600÷1000=169.2km/時ということです。

同じ計算をしていますね。

 

 

身の回りの速さを知っておこう

これって小中学生が速さの問題がニガテだと感じる原因の一つだと思うんです。

 

野球を知っている子は、時速160kmと聞けばスピード感が実感できるはず。でも野球を知らない子にとってはあまりピンとこないのでは?

 

ニガテな子は、身の回りの速さを知りません。だから計算間違いをしてとんでもない数字が出ていても、それが正しいのか間違いなのか気付きません。

 

身の回りの速さというものを知っておいてもよいのではないでしょうか。少し紹介しておきますね。(全てkm/時で表記します)

 

大人の歩行速度:4.5km/時

自転車の速度:20km/時

馬の最高速度:90km/時

高速道路の法定速度:100km/時

大坂なおみ選手の最高サーブ速度:201.1km/時

新幹線の営業最高時速:300km/時

くしゃみの速度:320km/時

旅客機の速度:900km/時

音速:1224km/時

地球の公転速度:108000km/時

光速:10億8000万km/時

 

ゆっくりシリーズ。

ナマケモノの最高速度:0.288km/時

回転寿司の速さ:0.144km/時

カタツムリの速さ:0.006km/時

髪が伸びる速さ:0.00000001km/時

遅すぎ(笑)

 

時速だとわかりにくい場合もあるよね。例えばくしゃみは一瞬なので、秒速になおしたほうが分かりやすく感じるかも。

ゆっくりシリーズも単位変換の練習になるし、分速や秒速になおして遊んでみてね。

 

 

 

台風の話から、いつしか速度単位変換の話になっていました。勉強は身近なところにもあるんです。少し興味をもってみると面白いです。

 

 

では本日はこのへんで!

 

 

質問や問い合わせはこちらから!

友だち追加

 

ご相談の予約はこちらから!

RESERVA予約システムから予約する

 

この記事は てらおか が書きました。


【太秦教室】炭酸水素ナトリウムの分解がどうしてもわからない君へ

 理科系の関連記事

こんにちは、太秦教室の尾花です。

 

 

水溶液とか気体とか、化学が嫌いな中学2年生が理科に苦しむ季節ですね。

中でも、「炭酸水素ナトリウム」。

 

「えっ?炭酸水素ナトリウムってそもそも何なの?」

「なんで、分解しなくちゃいけないの?」

「試験管の口下げるって覚え解けばいいんでしょ?」

「覚えること多すぎるし。」

「ってか、どうでもいいし」

 

と、全国の中学二年生からこれだけ嫌われる物質もなかなかないでしょう。

 

でも。

「炭酸水素ナトリウム」って、まず最初に出てくるじゃないですか。

実は、分解を理解するのにぴったりなんです。

 

この実験ひとつに、いろんなことが含まれているので少しだけがんばって「炭酸水素ナトリウム」と仲良くしてみませんか?

 

 

仲良くなるには、まず炭酸水素ナトリウムの紹介をしなくてはいけませんね。

 

「炭酸水素ナトリウム」は普通は「重曹(じゅうそう)」っていう名前で薬局やスーパーに売っています。

うちにも、お掃除用の重曹があって鍋の焦げを落とすのによく使います。

鍋いっぱいに水を入れて、適当に炭酸水素ナトリウムを入れて温めると、泡がたくさん出て来て鍋についた焦げがきれいにとれるんです。

もしかしたら、皆さんのお母さんも使っているかもしれませんね。

 

でもそれだけじゃないんですよ。

お掃除だけではなくて、クッキーやケーキを膨らませるのにも使います。

ほら、少しだけ炭酸水素ナトリウムが使えるやつだって思えてきたでしょ?

 

 

じゃあ、次は炭酸水素ナトリウムが分解される様子を見てみましょう。

 

二つの炭酸水素ナトリウムから、HO(水)とCO(二酸化炭素)を作って…

余りもののNaとOとCを全部くっつけると…NaCO炭酸水素ナトリウム)が出来ました。

 

モデル図で考えると、分かりやすくなりますね。

これが「炭酸水素ナトリウム → 炭酸ナトリウム+水+二酸化炭素」の正体です。

炭酸水素ナトリウムから水素がなくなって、「炭酸ナトリウム」になったんですね。

 

 

 

さて、次は出来たものが本当に炭酸水素ナトリウムと水と二酸化炭素なのか確かめないといけません。

 

二酸化炭素は、石灰水を使えば確かめられますね。

気体を集めた試験管に石灰水を加えてにごるかどうか見てみましょう。

 

は試験管の口のところに溜まりますね。

青い塩化コバルト紙が水に触れると赤く変化します。

 

炭酸ナトリウムは、白い粉。

元々、炭酸水素ナトリウムも白い粉なので、本当に炭酸ナトリウムに変わっているかが見た目ではわかりません。

そこで、炭酸ナトリウムを水に溶かしてみましょう。

溶けやすければ炭酸ナトリウムです。

 

それでもよくわからなければ、フェノールフタレイン液を入れてみましょう。

フェノールフタレイン液で濃い赤色に変化すれば、炭酸ナトリウムです。

実験前の炭酸水素ナトリウムも同じように水に溶かして、フェノールフタレイン液を加えて、比べてみてくださいね。

炭酸水素ナトリウムはあまり水に溶けないし、フェノールフタレインによる反応も薄いので、比べればバッチリ!

 

 

教室では、レゴの炭酸水素ナトリウムを分解して炭酸ナトリウムと水と二酸化炭素を作ることが出来ますよ〜。

小さな小さな世界を考えなくてはいけない理科。

頭の中で考えているだけではわかりにくいですよね。

実際に、原子の代わりにレゴをさわって感覚で化学を理解しちゃいましょう(^^)

 

教室へのお問い合わせは↓

You学舎太秦教室

uzumasa@yougakusya.com

075-861-6500


1