メジャーホイール
距離を正確に測れる装置のデザインと製作に取り組み、目盛りが正しく機能できるよう、幅を測り、数を数えて調整しましょう。
![trundle-wheel-connect](https://assets.education.lego.com/v3/assets/blt293eea581807678a/blt6e86e0f18ebbc9f9/5ebab9665650126c2242f77e/trundle-wheel-connect.jpg?locale=ja-jp&auto=webp&format=jpeg&width=500&quality=90&fit=bounds)
1. 結びつける
(5-10 分)
ジャックとジルは公園で、学校の運動会の練習をしています。2 人の得意種目は幅跳びです。ジャックは遠 くまで跳び、今までの最高記録だと思い、何メートル跳べたか計測したがっています。
ジルの物差しは短すぎて距離を測ることができません。ジルは、足のサイズを元に足跡で距離を測り、ジャッ クの記録は58 センチだと言っています。
今度はジルが幅跳びをする番です。ジルは自分で4メートル跳んだと言っていますが、ジャックはジルが 当てずっぽうで4メートルだと言っているのだと思っています。それもかなり大幅に間違っていると…
何か、幅跳びの距離をきちんと測ることのできる道具が必要です。
幅跳びの距離を測定するために、どんな計測器を作ることができますか? さあ、考えてみましょう!
![trundle-wheel-connect](https://assets.education.lego.com/v3/assets/blt293eea581807678a/blt6e86e0f18ebbc9f9/5ebab9665650126c2242f77e/trundle-wheel-connect.jpg?locale=ja-jp&auto=webp&format=jpeg&width=1800&quality=90&fit=bounds)
2. 組み立てる
(20-25 分)
メジャーホイールを組み立てる
5 A の組み立て説明書と、5B の組み立て説明書(手 順1-11)を参考にしてください。
![trundle-wheel-building-instructions-front-page](https://assets.education.lego.com/v3/assets/blt293eea581807678a/bltf05da16c52250033/5ebab9907d09e53fc83dd17b/trundle-wheel-building-instructions-front-page.jpg?locale=ja-jp&auto=webp&format=jpeg&width=1800&quality=90&fit=bounds)
白板用のマーカーを使用する場合には、セットに 含まれるブルーのプラスチック製円形スケール に直接書き込むことができます。あるいはスケー ルをトレースして、紙で複製を作りましょう。
メジャーホイールを押すときに、針がスムーズに 動くか確認してください。動きがスムーズでない 場合には軸受けをゆるめ、すべての部品がきち んとはまっているか確認してください。
この測定装置は、どんな点が優れているのでしょ 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。
青いプラスチックの円盤に印をつけるか、紙に円 盤をトレースして紙で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円盤に貼り 付けましょう。
![trundle-wheel-hand-cut-scale](https://assets.education.lego.com/v3/assets/blt293eea581807678a/blta191c94e51baef72/5ebab950bcdebb4171ad4f6a/trundle-wheel-hand-cut-scale.png?locale=ja-jp&auto=webp&format=jpeg&width=1800&quality=90&fit=bounds)
3. よく考える
(20-25 分)
フット・ホイーラーを作る
このスケールの1回転は、「靴」の長さ(サイズ)何足 分に相当しますか?
自分の靴を数回測ってみましょう。まず、スケールに 「ゼロ」の印を付けます。靴の端まで届くたびに印 を付け、スケールが1 周するまで繰り返します。
これによって、「靴」の長さ(サイズ)に合わせて、 スケールに目盛りが付けられることになります。
![trundle-wheel-track-trace](https://assets.education.lego.com/v3/assets/blt293eea581807678a/blt8445d2fc9f01e0f7/5ebab984b500841cdc4f0fbd/trundle-wheel-track-trace.png?locale=ja-jp&auto=webp&format=jpeg&width=1800&quality=90&fit=bounds)
備考:
測定終了後に、針をリセット する方法を学びましょう。
予測
あなたの机の幅は、靴の何倍あるでしょうか?まず、 自分のフット・ホイーラーを使って測ってみましょう。 それから、実際に靴で机の幅を測ってみましょう。 フット・ホイーラーは、正確でしたか?
靴の長さ(サイズ)を基準として長さを測る場合、ど んな問題がありますか?
足の大きさは、皆同じではありません。これが、通 常、世界標準の測定単位、例えばメートル法が使わ れている理由です。
備考:
スケールの精度は、子ども たちがタイヤにかける圧力 によって異なってきます。圧 力はあまりかけない方が理 想的です。実際に試してみ ましょう。
魔法のメートル・トランドル:物差しよりも優れている?
長さが1メートル以下だと思う物を3 つ集めてくだ さい。
- それぞれの長さを予測します。
- メジャーホイールで測定します。
- 物差しで測定します。
- 何がわかりましたか?
![trundle-wheel-track](https://assets.education.lego.com/v3/assets/blt293eea581807678a/blte986fc116edd9e52/5ebab914a7506f408a576e2e/trundle-wheel-track.png?locale=ja-jp&auto=webp&format=jpeg&width=1800&quality=90&fit=bounds)
物差しがもっとも正確で、通常は次がメジャーホイ ール、そして予測した長さとなります。メジャーホイ ールの優れた点は、通常の物差しよりも長いもの を、素早く測定できるということです。
このメジャーホイールは1周すると、その距離はほ ぼ1メートルです。それでは、長さが1メートル以 上ある場合には、どうすれば良いでしょうか?
例えば、1.5メートルのものを測定すると、最終的に 針は50 センチ(スケールの半周の位置)を示しま す。この場合、針は1 周半していることになります。 正確に測定するために、スタートする際は必ず針 をゼロ位置にセットし、なおかつ針が何周したかを 記録しておく必要があります。
4. 続ける
(25-30 分)
メジャーホイールを使用して、1メートル以上ある幅 跳びの距離を測るには?
最初のスケールよりも、針がゆっくりと動くスケー ルを追加したらどうでしょうか?
1メートル以上の距離を測定できるはずです。
組み立て説明書5B の7-12 ページ、手順1-11(赤い 数字表記)に従って、モデルを組み立ててみましょう。 追加した2 つ目のスケールは、針が1 周すると約3 メートルになります。1 つめのスケールは1 周約1 メートルのま まです。追加したスケールに直接印を つけたくない場合は、紙にトレースして複製を作り ましょう。
1メートル以上の距離を測定し、両方のスケールを 上手く読み取れる様、練習してみましょう。
歯車について
2 つの針は、8 歯と24 歯の 歯車によって接続されてい ます。これによって、2 番目 の針のスピード(速度)が3 倍シフトダウンされ、1 つ の目盛りで3メートルとな ります。
![trundle-wheel-long-jumps](https://assets.education.lego.com/v3/assets/blt293eea581807678a/blt3eda5505bfe928c9/5ebab93f06085b6e53ce8def/trundle-wheel-long-jumps.png?locale=ja-jp&auto=webp&format=jpeg&width=1800&quality=90&fit=bounds)
さあ、幅跳びを始めよう!
生徒に幅跳びの練習をさせてください。もちろ ん、教室の状態に留意し、生徒の安全を最優先し てください。また、校庭や砂場など安全な屋外で 幅跳びの練習と計測を行ったり、立ち幅跳びの記 録を計測してもいいでしょう。
どの位遠くまで跳ぶことができるか、予測してみ ましょう。その後で、メジャーホイールを使って結 果を測定してみましょう。また、物差しを使って測 定してみても良いでしょう。何がわかりましたか?
メジャーホイールを使う方が、ずっと簡単です。1 回転で3メートルまで測定することができます。精 度を上げるために、1メートルと3メートルのスケー ル両方を正確に読めるようにしましょう。物差しを 使用する場合は、何度も移動させ、距離を足してい かなければなりませんし、物差しを動かす度に誤 差が生じる場合もあります。
![trundle-wheel-kids-measuring](https://assets.education.lego.com/v3/assets/blt293eea581807678a/blt8a9338977c5f37bb/5ebab901196da71b3eadcb4b/trundle-wheel-kids-measuring.png?locale=ja-jp&auto=webp&format=jpeg&width=1800&quality=90&fit=bounds)
レオナルド・ダ・ビンチの「人体のプロポーション」
レオナルド・ダ・ビンチの有名なシンボルは何を意 味しているのでしょうか?
表示されている距離をすべて測定してください。 何か「パターン」が発見できますか?
他の生徒が身長を教えてくれたら、その生徒が腕を 広げたときの指先から指先までの距離(右図1)や、 頭の大きさ(右図3)を当てることができますか?
通常、腕を広げたときの指先から指先までの距離 (右図1)と身長(右図2)は同じです。頭(右図3)は 通常、身長の6 分の1です。これらは、人を描くとき の便利なルールです。足や腕はどうでしょうか?
![trundle-wheel-da-vinci](https://assets.education.lego.com/v3/assets/blt293eea581807678a/blt7929394bfddf3311/5ebab8f562d1620ead4301dd/trundle-wheel-da-vinci.png?locale=ja-jp&auto=webp&format=jpeg&width=1800&quality=90&fit=bounds)
アイディア:
物差しと比較してメジャー ホイールの良いところは、 曲線の測定にも優れている 点です。頭の縦の長さ(左図 3)やウエストのサイズを予 測してから、実際に測ってみ ましょう。
備考:
測定する人に壁によりか かって立ってもらい、メジャ ーホイールをその横で走ら せることもできます。
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–伝導比率、シフトダウン
- 部品の組み立て
- 材料を組み合わせる
科学(理科)
- 距離の測定
- 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)
- 物差し
- ペン、ノート、ペンケースなど直線状の物(メジャーホイールと物差しで計測するための物)
- 安全に幅跳びができる、平らな床
- 白板用マーカー
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。
- 減速や複雑な歯車装 置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。
- 正確かつ簡単な距離 測定装置をデザインし 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。
- スケールの目盛り付け をしたり、目盛りを読む。
- できるだけ正確に距離 を測定する。
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。
- 距離の測定。
- カウントアップとカウン トダウン
- 異なる計測方法を使用 して精度を比較する。
- 比率と分数。
- 誤差の程度を示す。