レゴ® シンプルマシンセット

ふしぎな床

プーリーからプーリーへと動きが伝わる際の回転の速度はプーリーの大きさによって決まることについて学び、理解しましょう。

45~90分
発展
小学校
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1. 結びつける

5-10 分

サムとサリーは、遊園地が大好きです。遊園地には、バランスをとって遊ぶ、楽しい乗り物があ ります。ふしぎな床です。スピードが変わり、いろいろな方向に動きます。ぐるぐるまわるので、 落ちないようにします。

あなたはバランスをとるのが、得意ですか?
動く床を見たことがありますか?
ふしぎな床には、どんな基本的な機械が必要でしょう?

ふしぎな床を組み立てましょう!

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2. 組み立てる

10-15 分

ふしぎな床モデル D6 を組み立てて、回してみます。
組み立て説明書 D(34-54 ページ、手順 1-22)に従って、組み立てます。

ふしぎな床モデル D6 が組み立てられたら、以下のポイントを確かめます。

  • 黄色いハンドルを回すと、が回ります。
  • サムとサリーをしっかり取り付けます。
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注: モデルに示されているように、サムとサリーをしっかり取り付けます。*

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ヒント
駆動輪は、外部からの力で回転する滑車で す。ここでは黄色のハンドルを手で回します。

3. よく考える

10-15 分

2. モデルに使われている滑車の数を、数えてください

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モデルには7つの滑車が組み込まれています。3 つの大きな灰色の滑車と 4 つの小さな黄 色の滑車です。

3. 次に、モデルの絵をよく見て、クレージーフロアモデル D6 とモデル D7 を比べてください。

  • ちがうところに、○をつけてください。
  • 何がわかりましたか?モデルが、どのようにちがうか、説明してください。
    モデル D6 と D7 の滑車の構成が異なることを、児童は理解するはずです。

4. 次に、モデルの絵をよく見て、予想を行います。
モデル D6 と D7 を比べて、サムとサリーのまわり方(回転速度)が大きく異なるふしぎな床 は(C6 /C7 ) 、どちらでしょう。
滑車の構成が異なると、ふしぎな床にどのように影響するのか、児童に発表させます。予 想に対する正解はモデルD7ですが、どちらのモデルでも、回転速度に変化がみられます。 モデル D6 の比率は 1:1 で、モデルの両側が同じ速度で動きます(回ります)。この段階では 答えが正しくても間違っていても構いません。児童に予想させて、それを後で確かめさせ てください。

5. ふしぎな床モデル D6 を実験します。

  • サムやサリーを1周させるには、ハンドルを何回まわしますか? ハンドルの開始位置とふしぎな床でのサムとサリーの開始位置を観察させます。観察を 正しく行うために、1 回以上試させてください。ハンドルの横の空欄に、答えを書かせてく ださい。

ふしぎな床モデル D6 を1周させるのに、ハンドルをおよそ4回回さなければなりません。 ただし、滑るため、答えにはばらつきがあるはずです。歯車の基本モデルを学習している 児童は、ふしぎな床の下にある角度付き歯車装置は回転運動を角度90度で伝えることが できることを知ってます。

注: できれば、ふしぎな床 D6 の結果を、モデル D7 と比べるために、覚えておくようにし ます。

6. ふしぎな床モデル D7 を組み立てて、回してみます。
組み立て説明書 D(56 ページ、手順 1)に従って、組み立てます。
フロアパーツのどちらかを軽くつかんで、回転をとめると、滑車ベルトが滑るのが分かります。
モデルを実験中、児童がパーツを見分けられるようにします。床のパーツを軽くつかむと、回転が妨げられます。これにより、滑車ベルトが滑るため、児童は「滑り」を知ることができ ます。

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7. ふしぎな床モデルD7を実験します。

  • ふしぎな床のどちら側が速く動きますか?サム側ですか、サリー側ですか?
    ハンドルとミニフィグ両方の開始位置に注意するよう、指導します。観察を正しく行うため に、児童に 1 回以上試させます。児童には、速い方は「はやい」、遅い方は「おそい」と書か せてください。
    滑車の構成が異なると、サムとサリーの回転速度は違います。駆動輪をハンドルに取り付 けて、サム側の滑車の歯車比を変えます。このように構成すると、遅く回るように歯車比を 変えたサリー側よりも、サムの回る速度が速くなります。

8. 最後に結果を書いて、予想がどうだったか、確かめます。
ふしぎな床モデル D7 は、滑車の構成が異なるため、回転速度が大きく違ってきます。

4. 続ける

10-15 分

ワークシートに図示されている滑車構成を調べ、観察を記録するよう、指導してください。

注:「 続ける」の段階では、ワークシートの参照図以外に、児童を指導するための「組み立て説 明書」はありません。

以下のように質問しながら、滑車の構成がふしぎな床に与える影響について、発表させます:

  • ハンドルをまわしたら、どうなりましたか?
  • ふしぎな床を1周させるのに、ハンドルを何回まわしましたか?それは、なぜですか?
  • モデルがどのように動いたか説明してください。
  • 自分の観察が正しかったことを確かめるのに、何をしましたか?

身のまわりの機械や装置で、滑車が使われているものをいくつか、児童に描かせてください。 これらのヒントについては、「概要」「: 滑車」セクションを参照してください。

オプション
発展学習には、複合ベルト駆動の指導もできます。車軸が同じで、2 つの大きさが異なる滑車 をその他の滑車につなぐと、さらに歯車比の変更ができます。

教師用サポート

このアクティビティでは、滑車に関する以下の技術を使って、モデルを組み立て、実験します:

  • 回転速度を遅くする
  • 回転速度を速くする
  • 回転方向
  • 回転方向を変える

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生徒用資料

生徒用ワークシート

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