家庭で振り子の実験をやってみよう

一人で実験しようとしたけれど

小学5年生の四つ美がペットボトルに紐をつけて何かをしようとしていました。

何するの? と聞くと学校でやった振り子の実験をすると言います。

カーテンのフックに紐をつけ、その先に付けられたペットボトルを振り子にして振りますが、ペットボトルが窓ガラスにぶつかって止まってしまいます。

「もっとちゃんとしたところでやろうか」
 と、私が一緒にやることにしました。

親子で振り子の実験

まずはぶつからずに振り子を振れる場所を探しました。室内の洗濯物を干すための竿が使えそうなのでそこにしました。

次に紐の長さです。なるべく長い方が結果が分かりやすいかと思ったので、50cmくらいと100cmの2通りでやります。

そしてペットボトルの重さです。紐をつけるためにペットボトルカバーをつけ、水を入れて重さが300gおよび500gになるようにしました。

初めに紐を56cmにしてペットボトルの重さを300gにしました。45度の角度まで持ち上げて離し、帰ってくるまでの時間をストップウォッチで測ります。持ち上げて離すのが四つ美の役目、竿が動かないように固定しながらストップウォッチで時間を測るのがパパの役目です。

値がばらついてしまうので、何度かやって平均値をとりました。

次にペットボトルを500gのものに変えて同じことをやりました。さらには紐の長さを100cmに変えてやってみました。

実験結果と考察

測定した時間の結果は表のようになりました。

↓長さ 重さ→ 300g 500g 56cm 1.41秒 1.44秒 100cm 1.94秒 1.93秒

この結果から、以下のことが確認できました。

  • 重さを変えても振り子が1往復する時間は変わらない
  • 紐の長さを長くすると振り子が1往復する時間が長くなる

これにて実験終了。
 できれば持ち上げる角度を45度だけでなくて、いろいろやってみればよかったな、とあとで思いました。でもまあこれでもいいでしょう。

ネットで調べてみると、あるサイトにこう書いてありました。

単振り子

「振り子の長さが約25cmのときにおもりは1秒で1往復するということです。このときおもりの質量は無関係ということです。なんでもいいから長さ25cmのひもを吊るして微小振動させれば、だいたい1往復が1秒です。1往復2秒にするには上式の l を 4倍にする必要があるので約1mの長さが必要です。」

1mの長さで1往復2秒になると書いてあるので、今回の実験の1mで1.94秒というのはだいたいうまく測れたということですね。

家庭で実験をやってみよう

学校でやるような理科の実験を家庭でもやってみましょう。
 家庭で実験を行うと次の3つの利点があります。

(1) よく理解できて忘れない

学校でやったことをよく理解できるようになり、記憶にも残るので忘れないようになります。

学校での実験は、先生がやるのを見ているだけの場合もありますし、グループでやる場合でも他の子が主体でやることもあるでしょう。

また、疑問があってもどんどん先に進んでしまって本人の腑に落ちないまま終わってしまうこともあります。

けれども家でやれば自分が主役です。腑に落ちなかったら何度でもやり直せます。これが真の理解につながるのです。

(2) 理科が面白くなる

テキストだけの机上の勉強と違ってものを使っての勉強になるので、理科が面白く感じられるようになります。

自分が主役になって好きなだけやり直すことができるので興味を持ったところをとことんできるので面白く感じるのです。

(3) 家庭のイベントになる

レジャー施設などに連れて行かなくても実験をすることがイベントとなり親子の思い出となります。レジャー施設などに連れて行くよりも簡単ですし費用もかかりません。

すぐに実験ができるように、家に工作用紙、紐、針金、メジャー、秤、ストップウォッチ、豆電球、電池など、よく使いそうなものはあらかじめ常備しておくといいかもしれません。

実験ができない場合は、中学や高校で使うような理科の資料集(写真集)を見せて説明するだけでも、机上だけで勉強するよりも理解できて記憶に残ると思います。

こうやって、子どもと一緒に家庭で理科の実験をやってみてはどうでしょうか。

また、理科の実験以外でも同様です。例えば社会で資料を調べる宿題があったときなどでも、ただ本やネットで見るだけではなく、ときには博物館などに行くとか、現場を見に行くという社会科見学を家庭でやるのもいいでしょう。

そして算数でも家庭で子どもと一緒にできることがいろいろあります。道路標識によじ登って円周率を計算した話とか、流れるプールで流水算の計算をするなど、こちらの電子書籍にもいくつか書いてありますので一度読んでてください。

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