【探究領域】万象究理
【セントラルアイディア】力に理あり、実理に利あり。
＜テーマ学習＞ 〜レポート
色々な実験を通して、力の「理」を学んでいきます。
＜重力・位置エネルギー＞
まず最初の実験は、ビー玉転がしチャレンジです。
地球には重力があるので、地球に引っ張られて物は落ちる。
スロープを10度から50度までの5度刻みで設置し、ビー玉のスタート地点が床から何センチだと、1mから1m10cmの的内で止まるかを実験しました。
高さを微調節して何度もトライ！
的の中で止まった時は喜びもひとしおです！
結果、２チームを除いて10度〜40度のスロープでは、いずれも高さ7.5cmだと的の中で止まりました。（40度を超えると、ビー玉がカーペットでバウンドしてしまい、エネルギーロスが出るので、より高い位置からでないと成功しませんでした。）
「位置エネルギー」の大きさは高さで決まることが分かりました。
ピタゴラ装置では、位置エネルギーを上げればよりたくさんのことができそうです。
＜摩擦力＞
では、2チームの結果はなぜ違ったのでしょうか？そこにも「理」があるはずです。
角度と高さの条件を合わせ、同じスロープとビー玉を使って実験したので、違いが出るとしたらカーペットです。結果の違った２チームは一番端っこだったので、真ん中のよく踏まれるところと比べて転がりにくいのではないかという仮説が上がりました。
物と物が擦れ合うときに生じる「摩擦力」の「理」を調べるために、色々な素材の上にブロックを置き、だんだん角度を上げていってブロックが滑り始めた角度を実験して比較しました。
今回も分度器が活躍です。
結果、ツルツル・サラサラした素材は滑りやすく（摩擦力が少ない）、ザラザラ・ギザギザした素材は滑りにくい（摩擦力が大きい）ということが分かりました。
ピタゴラ装置で、摩擦力はスピードのコントロールに役立ちそうです。
＜重心・てこの原理＞
おのけんの理科とコラボし、まずは物の重心を探してみました。
木の棒、ほうき、おたまなど、左右の重さが同じになって指1本でバランスがとれるポイントを探します。
次に、天秤を使っておもりを吊るす場所や重さを変えて、左右が釣り合うかどうかを調べます。
中心の支点からおもりの場所が遠いと重く、近いと軽くなるということが分かりました。
これを応用して、てこの原理のポイントである「支点」から、「力点」、「作用点」の位置を変えて、木の棒で水のタンクを持ち上げてみます。
みんな、「全然重さが違う！」と、てこの原理を体感して学ぶことができました。
YH
（参考） TCSテーマ学習について、以下よりご覧ください。
・2024年度 年間プログラム(PDF)運用版
・テーマ学習一覧表（実施内容）