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サピックス:4年生:夏期講習7日目(テコと上皿天秤):理科のメモ

授業ノート:テコと上皿天秤

1. テコの基本概念

テコは、小さな力で大きな仕事をしたり、小さな動きを大きな動きに変換したりする道具です。

1.1 テコの3要素

  1. 支点:テコが回転する固定点

  2. 力点:力を加える点

  3. 作用点:力が作用する点

1.2 テコの種類

テコは支点、力点、作用点の位置関係によって3種類に分類されます:

| 種類 | 配置 | 特徴 | 例 |
|------|------|------|-----|
| 第1種のテコ | 支点が力点と作用点の間 | 力の方向を変える | シーソー、ハサミ |
| 第2種のテコ | 作用点が支点と力点の間 | 小さな力で大きな力を得る | 押し切りカッター、ボトルオープナー |
| 第3種のテコ | 力点が支点と作用点の間 | 小さな動きを大きな動きに変える | ピンセット、箸 |

2. テコの原理と応用

2.1 テコの原理

テコの原理は、支点からの距離と力の関係に基づいています:

力点の力 × 支点から力点までの距離 = 作用点の力 × 支点から作用点までの距離

2.2 テコの応用例

  1. 釘抜き

    • 種類:第2種のテコ

    • 原理:支点から力点までの距離が長いため、小さな力で大きな力を生み出す

  2. ハサミ

    • 種類:第1種のテコ

    • 特徴:刃先に近いほど大きな力が必要だが、より正確に切ることができる

  3. オール(ボート)

    • 種類:第2種のテコ

    • 注意点:水中のオールの先端が支点となる

  4. 爪切り

    • 特徴:2つのテコの組み合わせ

      1. 上部のレバー:第2種のテコ(大きな力を生み出す)

      2. 刃の部分:第1種のテコ(力の方向を変える)

3. 上皿天秤の使い方

上皿天秤は、テコの原理を利用して物の重さを測る道具です。

3.1 上皿天秤の構造

  1. 支点:中心の回転軸

  2. 2つの皿:左右に配置

  3. 指針:中心のメモリ

3.2 使用方法

  1. 両方の皿に薬包紙を敷く

  2. 測定対象を左の皿に置く(右利きの場合)

  3. 右の皿に分銅を乗せる

  4. 指針が中心に来るまで分銅を調整する

3.3 注意点

  • 調整ネジを使って皿の釣り合いを微調整する

  • 分銅は必ずピンセットで扱う(手の油や汗で重さが変わるため)

  • 重い分銅から順に使用する

  • 使用後は皿を重ねて片付ける

4. 夏の気象現象:夕立

4.1 夕立の発生メカニズム

  1. 地面が太陽光で強く温められる

  2. 地面付近の空気が暖められて上昇(上昇気流)

  3. 上昇した空気が冷やされて雲ができる

  4. 水分が重くなって雨となって降る

4.2 夏に夕立が多い理由

  • 地面の温度が非常に高くなる

  • 激しい上昇気流が発生しやすい

  • 積乱雲が形成されやすい

5. 夏の天体観測:夏の大三角

夏の大三角は、3つの明るい恒星で構成される夏の星座です:

  1. こと座のベガ(織姫星)

  2. わし座のアルタイル(彦星)

  3. はくちょう座のデネブ

6. 夏の植物と昆虫

6.1 特徴的な植物

  1. いちじく

    • 特徴:花が果実の内側に咲く

  2. 綿

    • 特徴:実の中に綿毛がある(種子の周りに形成)

6.2 蚊の生態

蚊の成長段階:

  1. ボウフラ(幼虫):水中で生活

  2. 鬼ボウフラ(さなぎ):水中で生活

  3. 成虫:陸上で生活、メスは吸血する

特徴:

  • 羽が2枚

  • 完全変態をする

6.3 害虫対策

ジョチュウギク(除虫菊)

  • 用途:蚊取り線香の原料

  • 特徴:虫を駆除する成分を含む

7. 夏の果物

夏が旬の果物:

  • スイカ

  • メロン

授業内容に基づく1問1答クイズ

  1. Q: テコの3つの要素は何ですか? A: 支点、力点、作用点

  2. Q: 第2種のテコの特徴は何ですか? A: 小さな力で大きな力を得ることができる

  3. Q: 上皿天秤で分銅を扱う際に使用する道具は何ですか? A: ピンセット

  4. Q: 夏に夕立が多い理由は何ですか? A: 地面の温度が非常に高くなり、激しい上昇気流が発生しやすいため

  5. Q: 夏の大三角を構成する3つの星の名前を挙げてください。 A: ベガ(こと座)、アルタイル(わし座)、デネブ(はくちょう座)

  6. Q: いちじくの花の特徴は何ですか? A: 果実の内側に咲く

  7. Q: 蚊の幼虫の呼び名は何ですか? A: ボウフラ

  8. Q: ジョチュウギク(除虫菊)は何の原料として使われますか? A: 蚊取り線香の原料

  9. Q: オール(ボート)はどの種類のテコに分類されますか? A: 第2種のテコ

  10. Q: 爪切りは何種類のテコの組み合わせでできていますか? A: 2種類(第2種のテコと第1種のテコの組み合わせ)