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
支点:テコが回転する固定点
力点:力を加える点
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
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
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
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
爪切り
特徴:2つのテコの組み合わせ
上部のレバー:第2種のテコ(大きな力を生み出す)
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
支点:中心の回転軸
2つの皿:左右に配置
指針:中心のメモリ
3.2 使用方法
両方の皿に薬包紙を敷く
測定対象を左の皿に置く(右利きの場合)
右の皿に分銅を乗せる
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
地面が太陽光で強く温められる
地面付近の空気が暖められて上昇(上昇気流)
上昇した空気が冷やされて雲ができる
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:
こと座のベガ(織姫星)
わし座のアルタイル(彦星)
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
いちじく
特徴:花が果実の内側に咲く
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:
ボウフラ(幼虫):水中で生活
鬼ボウフラ(さなぎ):水中で生活
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
桃
授業内容に基づく1問1答クイズ
Q: テコの3つの要素は何ですか? A: 支点、力点、作用点
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
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
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
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)
Q: いちじくの花の特徴は何ですか? A: 果実の内側に咲く
Q: 蚊の幼虫の呼び名は何ですか? A: ボウフラ
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
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
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)