レゴ® サイエンス&テクノロジー モーター付基本セット

レタースケール

てこと歯車、重さの測定、目盛りの調整といった理科のテーマについて学びましょう。

45~90分
基礎
小学校高学年・中高
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1. 結びつける

5-10 分

ジャックとジルは、学校に郵便局を開き、手紙を配達することにしました。2 人は、学校のすべての友だちに手紙を書いて、送ろうとしています。

できるだけ本当の郵便局のように見せるために、ジルはすてきな切手をいくつかデザインしました。そし てすべての手紙の重さを量っては、どの切手を貼るか決めています。

ジャックも、この新しい郵便局から、大きな小包をおばあさんに送ろうとしています。おばあさんの誕生日 がもうすぐだからです。ジャックは、このプレゼントの切手の料金を確認しようとしますが、レタースケール

で重さを量るには重すぎるようです。 ジャックとジルが、おばあさんへの誕生日プレゼントを送るための切手料金を確認するためには、どうした ら良いでしょうか?

また、どうしたらクラスメートが持ってくる手紙や小包の重さをきちんと量り分けることのできる、正確なシス テムを作ることができるでしょうか?さあ、考えてみましょう!

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2. 組み立てる

20-25 分

レタースケールを組み立てる
6A の組み立て説明書と6B の組み立て説明書(手 順1-20)を参考にしてください。

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釣り合いを微調整する
レタースケールの動作を確認しましょう。スケール の一番上にある、青い皿を指で押してみます。押す のと連動して、弓形のシートを指す赤い針がスムー ズに動くか試してみましょう。もしも、スムーズに動 かなければ、軸受けがきつすぎないか確認してく ださい。針がスケールのゼロ位置で停止するよう に、釣り合い重りを心棒に取り付ける位置を上下に 変えてみましょう。

ヒント:
正確に量るため、レタース ケールを慎重に調整する必 要があります。 レタースケールが正確に調 整されているか、よく確認し ましょう。

先生のための豆知識
レタースケールは少し作り が複雑ですが、第一種てこ の構造です。

手紙は、作用力(作用点で得 られる力)、釣り合い重りの荷 重を持ち上げようとします。 支点(回転軸)はどこになり ますか?

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弓形の青いプラスチックシートに印をつけるか、紙 にプラスチックシートをトレースして複製を作りま しょう。目盛りの数字を書いて、青いプラスチックの シートに貼り付けましょう。

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3. よく考える

20-25 分

手と機械
計測するために、5 つの物を準備します。この5 つ の中に、大きなタイヤ(グレーのホイールが付いた 状態で約16グラム)と、重りのブロック(約53グラ ム)も入れましょう。この5 つを軽いと思うものから 順番に並べてみましょう。自分で予測した重さを記 録します。その後で、実際に重さを量ってみます。あ なたの予測は、どの程度当たっていましたか?並べ たの順番は、当たっていましたか?

ヒント:
通常、人間は重い物の方が 正しく予測できますが、機械 の方がより正確に測定でき ます。

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学校の郵便局
学校で、毎日あるいは週に一度、楽しく郵便局ごっ こをしてみましょう。自分で、封筒や手紙や小包を作 り、切手をデザインして、手紙や小包の重さを量っ てみましょう。

ヒント:
釣り合い重りを、心棒の高い 位置に取り付けてみましょう。 この場合、針の位置も動か す必要があるかもしれませ ん。こうすると、手紙のよう に軽い物を量る場合にも、 アームが大きく動くように なります。

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重い郵便物
150グラム以上の小包みを量るにはどうしたら良 いでしょうか?生徒にアイディアを出してもらい、リ ストを作りましょう。

組み立て説明書6B、11 ページの手順21 に従って モデルを組み立て、釣り合い重りの心棒に2 つ目の 釣り合い重りを付け加えてみましょう。この場合は、 新しい何も書いてないスケールに新たに目盛り付 けをするか、青色のプラスチックのスケールを書き 直す必要があります。

もっと重い物を見つけて、量ってみましょう。 大体同じくらいの重さの物を2つ探してみましょう。

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4. 続ける

25-30 分

金貨の入った袋
考えてみましょう:たくさんある同一の硬貨の枚数 を、早く数える方法がありますか?
組み立て説明書6B の12-16 ページ、手順1-12(赤 い数字表記)に従って、回転針付きのモデルを組み 立ててみましょう。

まず、何も書いてないスケールを使います。5 枚、 10 枚、そして20 枚の硬貨の重さを量り、スケール 上でそれぞれの位置に印を付けます。円やドル、ユ ーロなどの単位で、その後も目盛りをつけていきま しょう。
それでは、「金貨の入った袋」や「硬貨の山」の重さ を量ってみましょう。

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Sスマート・バランス
考えてみましょう:コップの中の液体の重さや、箱 に入ったチョコレートの重さや、ブタの貯金箱の中 の硬貨の重さを、容器の重さを含めずに量るよう にするにはどうしたら良いでしょうか?
生徒に、針をゼロに戻すにはどうしたら良いか、ア イディアを出させてください。

まず最初に、容器の重さを引く
1.スケールをトレースするか、目盛りの付いた円形 のスケールの複製を切り取って模型のスケール に貼り付け、針をリセットします。
2.プラスチックコップを秤のトレーの上に載せます。
3.針をゼロに合わせます。 計量カップを使って、100ミリリットルの水を測り ます。
4.その水をコップに入れます。すると重さは100グ ラムのはずです。 右図の通り、針をリセットすることで、容器の重さ が差し引かれることになります。このようにして、 正味重量(容器のみの重さ)を量ります。

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教師用サポート

以下のコンセプトについて学びます:

科学技術と設計、構造、美術

  • メカニズムを利用する – てこと歯車
  • 材料と部品を組み合わせる
  • 改良する前に実験する

科学(理科)

  • 重さを量る
  • スケールの目盛り付け
  • 科学調査
  • 9686 レゴ® サイエンス&テクノロジー モーター付基本セット (生徒1人につき1セットをおすすめします)
  • スケールをトレースするための、白板用マーカー
  • 手紙や切手を作るための、ハサミ、マーカーまたは鉛筆、 古い封筒、紙、粘着テープなど
  • 重さを量るための、150グラム以下の小さな物
  • 同じ硬貨がいくつか入った小さな袋
  • 軽いプラスチックコップ
  • 計量カップ

科学技術と設計、構造、美術:
必要性を見極め、アイデアを出してい く。個人またはチームで作業を進め る。材料や部品、およびモジュール式 組み立てキットを使って、高品質な実 用試作品をデザインして作る。適切な テスト方法を使用して、改良の成果を 調べる。さまざまな身近な製品を組み 立て/分解し、特定した目的を満たすこ とができるかテストする。

  • てこや接続の仕組みを 調査する。
  • 正確で、簡単に読むこ とのできるスケールを デザインする。
  • 正確で使いやすい計 量器をデザインして作 る。
  • *
  • 科学(理科):*
    基本的な機械要素の性能に関する可 変要素の効果を予測、評価するなど の科学的調査。慎重な観察、測定、お よび記録。
  • 力の平衡。
  • スケールの目盛り付け をしたり、目盛りを読む。
  • できるだけ正確に重量 を量る。

解析・分析(数学):
解析・分析など、数学的な考え方を活 用、応用する。あらゆる演算方法を使 用した計算。領域、平均、および比率の 概念を使用して計算する。時間、距離、 および力(重量)を、できるだけ正確に 測定する。言葉による反応式を使用す る。一次方程式を使って速度を計算す る。結果からパターンを特定する。デー タを収集して表に表わす。スピーチや 文章、図表を使って、数学的な考え方 を伝える。

  • スケールの目盛りを読 んだり、目盛り付けを する。
  • 質量の測定。
  • 異なる計測方法を使用 して精度を比較する。
  • 負の数を使う。
  • 誤差の程度を示す。

生徒用資料

生徒用ワークシート

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