どこでもドアは発明されるか？ 高校受験の範囲で考察しよう！
どこでもドアは実現できるか？
中学生レベルの知識で考察してみましょう！
☆問題篇
問題 （中学１年生レベル）
のび太くんがどこでもドアで富士山頂に行く場合に、気圧差によりどこでもドアにかかる力の大きさを求めなさい。 細かい条件は以下のとおりとする。
✅富士山頂の気圧を633hPaとする。
✅のび太くんの部屋の気圧を1013hPaとする。
✅1hPa=100Paである。
✅どこでもドアは、縦250cm、横80cmの長方形とする。
✅1Nを0.1kg重とし、解答の単位にはkg重を用いよ。
☆力と圧力の違いはわかりますか？
「力と圧力の違いは？」と発問して、ちゃんと答えられる生徒さんはかなり少ないですね💦
でも、中学１年生で学習する超基本事項です。
圧力とは、力を面積で割ったものです。
ですから、圧力に面積をかければ力の大きさが出せます💪
単位はそれぞれ、力：N（ニュートン）、圧力：Pa（パスカル）、
面積は平方メートルを必ず使ってください。
ちなみに、ニュートンもパスカルも、科学者の名前ですね。
それぞれの詳しい紹介はまた別の機会にします。
余談ですが、伝記を読むというのはとてもよい勉強になりますので、
機会があればぜひ読んでみてくださいね。
気圧の単位、hPaは「ヘクトパスカル」と読みます。
中学ではあまり学習しないかもしれないので記しておきましたが、
このｈ（ヘクト）は100を意味するので、1hPa＝100Paです。
今回、のび太くんの部屋の気圧を1013hPaとしましたが、これは１気圧の値なので知っておいたほうがよいでしょう。
のび太くんの部屋と富士山頂との気圧差は、380hPa＝38000Paです。
☆１平方メートル＝10000平方センチメートル
１平方メートル＝10000平方センチメートル、これは大丈夫ですね？
小学校でやったはずです。１m＝100cmで、これを２乗するから10000になります。
どこでもドアの面積は、250cm×80cm＝20000平方センチメートルですから、
単位を揃えると2平方メートルになります。
☆力の大きさを求めてみよう！
圧力と面積がわかれば、あとは掛け算するだけです！
38000Pa × 2平方メートル ＝ 76000N
現在の中学理科（＝高校受験）では、力の単位はN（ニュートン）を用いることになっていますので、76000Nと答えれば終わりですが、
これがどれだけの力なのかを実感するために、本問では敢えてkg重での解答を求めています。
本問では1N＝0.1kg重（100g重）という条件をつけておきましたが、この値は常識として一応知っておいたほうがよいと思います。（ただし近似値であって正確な値ではないことは高校で学習します。）
76000N × 0.1kg重/N ＝ 7600kg重 （7.6トン）
いかがでしょうか！
7.6トンもの重さに耐えられる素材のドアはなかなかなさそうです。
別に富士山頂まで行かなくても、天気図を見れば地上同士でも、
高気圧と低気圧とで数十hPaの差があることはよくあります。
今回の問題は380hPa差でしたが、同じ条件ならば20hPa違えば
400kg重（4000N）もの力がかかることになります。
☆オマケ かなりの強風が吹く
これは中学２年生の学習範囲ですが、
風は高気圧から低気圧に向かって吹きます。
気圧差が大きいほど強風になります。
どこでもドアは、気圧差で大きな力がかかる、という以外にも
開けた瞬間にめっちゃ強風が吹く、ということも実現が困難な理由の一つです。
ちなみに、飛行機の窓が開かない理由もこれです。
飛行機が飛んでいる成層圏の下層は、気圧が100hPaもありませんので、
強風具合は富士山頂に行くどこでもドアの比ではありませんね。
万が一、飛行機の窓が開いたら、飛行機の中から外に向かってめっちゃ強風が吹いて、
みんな吹っ飛ばされてしまうでしょう。
なお、機内は800〜850hPaくらいに調整されているようです。地上の気圧の8割くらいしかないのですね。耳が変になるのはこれが原因かなあ。
…ん？飛行機の窓は壊れませんから、壊れないどこでもドアくらいは頑張れば作れるのかな？笑😝
☆実は出典はセンター試験です
我ながらユニークな良問…と言いたいところですが、実はこれ、
2002年のセンター試験「理科総合」で出題されたものをアレンジしました。
さとしくんとめぐみさんが、秘密道具は実現できるかをテーマに会話する、
という内容で、どこでもドアとスモールライトが題材になりました。
実際のマンガまで引用するほどの凝った出題でした笑😳
わざわざ「どこでもドア」に注釈が入れてあるのがさすがは公的な試験。
いや、みんな知ってるでしょ、って話ではあります笑😝
数多あるドラえもんの話の中から、このコマを（しかも大長編から！）探してくる試験委員のドラえもん愛に脱帽です。
☆最後に言いたいこと
私から最後に言っておきたいことが２つありますのでもう少しだけお付き合いください。
１ 学生さんにもっと興味を持ってほしい！
この問題は7/13にTwitterで参加型の出題企画としましたが、
参加される方が大人ばっかりだったんですよ。
いや、もちろんそれはそれで嬉しいのですが、
私のフォロワーさんにはいわゆる「勉強垢」を名乗っている中高生も多数いらっしゃるはずなんです。
センター試験の題材になるのですから、高校受験で出たってまったくおかしくない。
勉強にも遊び心は大事ですし、勉強は現実的な思考にも役立つということを知ってほしいです。
もっと中高生の方に興味を持ってほしい題材でした。勉強垢を名乗るならばなおさら。
２ マーク式は暗記、記述式は思考力、は大きな間違い！
センター試験には、文系理系を問わずこのようなユニークな題材で、かつ受験生の思考力・判断力・表現力を測定しようとする意欲的な問題が多数出題されました。
そのうち当noteでも特集記事を組みたいです。
安倍政権は、「マーク式では暗記知識しか測れない」と、一見わかりやすくキャッチーなことを言い、センター試験を廃止してしまいました。
その結果どうなったかは、イチイチ書かなくても皆さんご承知でしょう。
共通テストもGo to キャンペーンも、とかく安倍政権はやってる感だけ出そうとして真面目にコツコツやる人々を大混乱に陥れてばかりいます。迷惑千万であります。
だいたい、「マーク式は暗記、記述式は思考力」なんてのは、まともに勉強したことのない短絡極まる考えです。
論文形式の司法試験が、文章ごと覚えて乗り切ろうとする受験生を少なからず生んでしまっているのは有名な話です。
マーク式にせよ記述式にせよ、よほど出題を工夫しなければ、思考力・判断力・表現力を測定するのは難しいのです。
ぜひ、今回ご紹介したドラえもんの問題を、在るべき受験問題の姿について考える契機にしていただければ幸甚でございます。
最後までお読みいただき真にありがとうございました。
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