小学校 理科クイズ

5年[A物質・エネルギー]
目では見えないが、すべての動力どうりょくのもと(エネルギー)


Q1

空気くうきにはおもさがあるの(3学年,5学年)

空気くうきにはおもさがあるのでしょうか。
つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

写真は,空気をつめてふくらんだゴムまりの重量を,デジタル計量計で量っているところ

(イ) 空気にふれても,つかむこともできないし重さをかんじることもないので,重さはないとおもう。
(ロ) 空気は透明とうめいかたちがあるかどうかもわからないので,重さはないと思う。
(ハ) 空気はえないけれども,ポリぶくろなどに空気をじこめることができるので,かるいけれども重さはあるはず。


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正解

(ハ)


理由

  • (イ) 空気くうきおもさをかんじないのは,のひらにはうえからだけでなく,四方しほう八方はっぽう,まわりからおされているためです。それはみずをはったすいそうのなかに手をれても,手のひらに水の重さを感じないのとおなじ理由なのです(ただし,水の中ではく力(浮力ふりょく)がはたらくので,すこし軽く感じるはずですが)。
  • (ロ) 空気をポリぶくろなどにあつめると体積たいせきがあることがわかります。しかも,空気のはいったポリぶくろをおす(ちからくわえる)となかの空気はへこみ,ゆるめるともとにもどる性質せいしつがあります。また,集めた空気を水中におし出すと,あわとなって水をおしのけるようすからも,その正体しょうたい予想よそうすることができます。このように,見えないけれどもほかの見えるもののように,体積があり,かたち変形へんけいし,そとからの力にも反応はんのうする「目に見えない物体ぶったい」であることがわかります。
  • (ハ) 空気は,窒素ちっそ酸素さんそ二酸化炭素にさんかたんそなどの小さなつぶ(分子ぶんし)からできています。したがって,その分子のかずだけ重さがあることになるわけです。そのことは簡単かんたん実験じっけん調しらべることができます。空気をぬいたゴムまりと,空気をつめたゴムまりの重さをはかってくらべてみると,空気をつめたゴムまりはつめた空気のりょうだけ,重さがえることがわかります。ちなみに,その結果けっかは,空気1リットルでおおよそ1グラムの重さになります。
豆辞典豆事典まめじてん空気くうき透明とうめいなのはどうして】
空気をくわしく調しらべると,目には見えないちいさな粒子りゅうし分子ぶんし))からできていますが,太陽たいようからやってくるひかり宇宙うちゅう真空しんくう=空気がい)の中では透明とうめいですが,物体ぶったいにぶつかると白色はくしょくになる性質せいしつがあります。空気も物体ですから,くものようにしろえてもおかしくないのですが,じつは光のなみおおきさ(波長はちょう)のほうが空気をつくる分子の大きさよりも大きいので,光は空気の分子にぶつからず,透明のままなのです。

Q2

てつさびはどうしてできるの(4学年)

てつさびはどうしてできるのでしょうか。
つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

さびた鉄のはさみ

(イ) スポンジがみずをふくむように,鉄の表面ひょうめんでわずかだけ水をふくみ,変色へんしょくしてあかくなったため。かわかすともとにもどる。
(ロ) 鉄も岩石がんせきのように水や昼夜ちゅうや温度差おんどさ風化ふうかして,鉄の表面がぼろぼろになるため。
(ハ) 鉄をなが時間じかん野外やがい空気中くうきちゅうしておくと表面ひょうめんが空気中の酸素さんそむすびついて,表面にさびができる。

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正解

(ハ)


理由

  • (イ) 水をふくんだスポンジは,かわかしたりすると元にもどるが,鉄はさびて赤くなるといくらかわかしても元にもどることはなく,その部分をやすりなどでけずらないとさびをとることができない。
  • (ロ) 岩石がんせき風雨ふうう風化ふうかするのは,岩石中の種類しゅるいのちがう鉱物こうぶつ昼夜ちゅうや温度差おんどさなどでそれぞれ,ことなったおおきさで膨張ぼうちょう収縮しゅうしゅくをくりかえすため,その影響えいきょうで鉱物と鉱物が分離ぶんりして岩石がくだけるためです。しかし,てつは岩石とちがい,一種類の鉱物(鉄)でできていて昼夜の温度差では全体が一体となって膨張,収縮するため,岩石のように鉱物と鉱物が分離ぶんりしたりしません。
  • (ハ) 鉄を屋外おくがいに出して,水や空気にふれさせておくと鉄の表面にさびがつきます。これは水や空気中にふくまれる酸素(さんそが鉄と結(むすびついて赤茶あかちゃけた物質ぶっしつに変わった(化学変化かがくへんかした)ためです。鉄からさびになったところを,そのままにしておくと全体がさびついてしまい,鉄とちがって電気をとおさない,磁石じしゃくにつかない性質に変わってしまいます。このように,鉄が酸素と結びついて,別の物質になることを「酸化さんか」といい,その物質を「酸化鉄さんかてつ」とんでいます。同じように銅像どうぞうが雨にたってさびついているのを見たことはありませんか。これは,酸性雨さんせいう(水と二酸化炭素にさんかたんそ)という雨が銅像に当たって,銅像の表面(どう)がべつ物質ぶっしつわり,さびついたためなのです(このさびは緑青ろくしょうといいます)。
豆辞典豆事典まめじてん鉄製品てつせいひんであるステンレスはなぜさびつかないの】
ステンレスとは英語で「さびない」「しみのない」という意味いみですが,ステンレス製品(とくにスプーンやナイフなど水にふれる機会の多いもの)は鉄の表面ひょうめんが空気中の酸素とふれにくい(結びつきにくい)ように特別とくべつ物質ぶっしつでおおって,さびつかないようにしているのです。

Q3

にじはどうしてできるの(5学年)

にじはどうしてできるのでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい

虹の写真

(イ) 太陽たいようひかりが,そらにうかんだあまつぶに反射はんしゃして,にじになってえる。
(ロ) とおくのみずうみで反射した太陽の光が,空気くうき屈折くっせつして,ちかくの雨上あめあがりの空に見えている。
(ハ) 雨上がりの空気中くうきちゅうのこった水滴すいてきによって太陽の光が屈折くっせつして七色なないろの光のおびらししている。

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正解

(ハ)


理由

  • (イ) かがみひかり反射はんしゃしてもいろおびた光にならないように,水滴すいてき表面ひょうめんで反射してもにじのように色を帯びた光にはならないのです。
  • (ロ) この現象げんしょうは,しんきろう(蜃気楼)のことです。つめたい(おもたい)空気くうきと,あたたかい(かるい)空気がせっしているとき,たとえば,日本海にほんかいつめたい空気の上に温かい空気が接しているときに,遠方えんぽう風景ふうけいからとどく光が冷たい空気のほう屈折くっせつするので,水平線すいへいせんこうがわ観測者かんそくしゃからは見えない)の風景が見える現象です。日本海側にほんかいがわでは富山湾とやまわん琵琶湖びわこ,オホーツク海では網走あばしり紋別もんべつ蜃気楼しんきろう有名ゆうめいです
  • (ハ) 雨上あめあがりの空にまだのこってういている水滴に光がたると,光は水滴の中で2屈折して,わたしたちのにもどってきます。光がガラスでできたプリズムにたると,七色なないろの光にかれる(屈折くっせつする)ように,その光はあおい光とあかい光など七色の光に分かれて観測者の目にとどくため,七色のにじになって見えるのです

Q4

なみはどうしてできるの(5学年)

なみはどうしてできるのでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。


動画(動画)

海岸かいがんせる波のようす

方位磁針

(イ) 海底かいてい地震じしんきたときに,そのうえ海水かいすいがり,波が発生はっせいする。
(ロ) 地球ちきゅう回転かいてんで,うみそこうごいて海水だけがのこされて波ができる。
(ハ) 海の上をふくかぜによって海水がゆすられて波ができる。

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正解

(イ),(ハ)


理由

  • (イ) 海底かいてい地震じしんきたときに発生はっせいする波を,津波つなみといいます。津波による波は,地震じしんによる海底の急激きゅうげき上昇じょうしょう下降かこうなどによって,海水ががったりがったりするときにできます。
  • (ロ) 地上ちじょうのすべてのものは,地球ちきゅう中心ちゅうしんっぱられていて(この力を引力いんりょくという),地球といっしょにうごいています。とりが地球の回転かいてんによって飛ばされることがないように,海水かいすいだけがのこされるということはありえません。
  • (ハ) 地球上ちきゅうじょうおおくの波は,海の上をふく風が海水かいすいにふきつけてきています。とくに,風のつよいときなどには高波たかなみとして海岸かいがんちつけ,害被ひがいをおよぼすことがあります。また,気象きしょう通報つうほうでも,風の強いときには波浪はろう注意報(海面をふく風によってできる波や,台風たいふうなどによってできる大きな波のうねりなどのようす)がされたりします。なお,季節きせつ特徴的とくちょうてきにふく貿易風ぼうえきふう偏東風へんとうふう)や偏西風へんせいふうなどの風は,海上に地球ちきゅう規模きぼの「海流かいりゅう」を発生はっせいさせることが知られています。
豆辞典豆事典まめじてん台風たいふう低気圧ていきあつが近づくと海岸かいがん付近ふきん危険きけんなのはどうして】
台風たいふう低気圧ていきあつちかづいたときは,強風きょうふうによる高波たかなみや海面上の気圧が下がることによってできる高潮たかしお台風たいふうや低気圧の接近せっきんにより気圧きあつが大きく下がり,海水かいすいい上げられて海面かいめん上昇じょうしょうすること)が海岸かいがん近くにおしせます。高波は,大きいものでは高さが10m近くにもなったりすることもあり,海岸近くの人を海にさらっていったりします。危険きけんなので海岸には近づかないようにしましょう。
矢印 津波つなみはどうしてこるの
矢印 かぜはどうしてふくの
矢印 海岸かいがんせるなみが,海岸に平行へいこうなのはなぜ

Q5

こおりのかたまりは,綿わたでつつむとはやくとけるだろうか(4学年)

こおりのかたまりを綿わたでつつむと,とけかたはどうなるでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい

氷のかたまりを綿でつつむ

(イ) 綿でつつむと内部ないぶ空気くうきがあたたかくなり,氷はとけやすくなる。
(ロ) 綿でつつむと内部の空気がえるので,氷はとけにくくなる。
(ハ) 綿でつつむまえわらない。

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正解

(ロ)


理由

  • (イ) こおり綿わたでつつむと,そとの「ねつ」が綿の内側うちがわはいりにくいので,内部の空気はあたたかくならないので,氷はとけやすくなりません。
  • (ロ) 綿わたりのふくるとあたたかいので,氷はとけやすいとおもいがちですが,じつは綿入りの服を着るとあたたかいのは,綿があたたかいのではなく,からだの熱が綿の外にていきにくいのであたたかいのです。綿が「断熱材だんねつざい」の役割やくわりをしているのは,じつは綿にふくまれた空気くうきが熱をつたえにくい性質せいしつをもっているからなのです。この特色とくしょく家庭かてい使つか羽毛布団うもうぶとんにも利用りようされていて,これをけ布団として気温きおんたかなつに利用すると,外気がいき(布団の外の空気)の熱が布団の中に伝わりにくいのですずしく,逆に気温のひくふゆに利用すると,布団の中の熱が外気にうばわれずにあたたかいのです。

  • (ハ) 氷を綿でつつんでいないときは,氷は外気に直接ちょくせつふれてあたためられるので,その分とけやすくなりますが,氷を綿でつつんで外気にふれなくしたときは外気にあたためられないのでとけにくくなります。
豆辞典豆事典まめじてん魔法まほうびんに使つかわれている断熱材だんねつざいとは】
断熱材として身近みぢかな魔法びんを思い出してください。綿や羽毛布団の断熱材に使われている空気以上に熱を伝えにくい「真空しんくう」(空気をぬいた状態じょうたい)のすきを,容器ようきの内側と外側のあいだにつくっているからです。熱いおめにくく,つめたい水や氷は冷たいままなのは,容器から「熱」の出入でいりがほとんどないからなのです。

Q6

おと空気くうきみずとではどちらががよくこえるの(4学年)

おと空気中くうきちゅうとプールなどの水中すいちゅうとでは,どちらがよくこえるでしょうか。
つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

(イ) 空気は透明とうめいかるいので,よく音がつたわる。
(ロ) みず圧力あつりょくは空気の圧力にくらべておおきいので,音が伝わりにくい。
(ハ) かたいてつぼうを伝わる音がよく聞こえるように,空気よりおもい水の方がよく伝わる。

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正解

(ハ)


理由

  • (イ) おもく(密度みつど*がたかく)てかたいもののほうが,おとはよくつたわります。
  • (ロ) みず圧力あつりょく水圧すいあつ)がかかる(密度みつどが高くなる)と,そのぶんだけ音は伝わりやすくなります。
  • (ハ) 空気くうき気体きたい)と水(液体えきたい)では,おもさ(密度)やかたさがちがいます。空気のぶんはよくうごまわっているのに,水の分子はほかとくらべ静止せいししているので,空気と水とでは音(なみのふるえ)の伝わりかたがちがってきます。水よりもっとかたいてつぼう固体こたい)では,水や空気よりも音がはやく伝わり,音もよく聞こえるように伝わります。 音が空気より水の方がよく聞こえ,伝わるはやさが速いのは物質ぶっしつの密度のちがいのためなのです。

物体ぶったいの重さをくらべるとき,それぞれの体積たいせき一定いっていにしてくらべる必要ひつようがあります。1cm3当たりの体積でくらべたときの重さを「密度みつど」といいます。
cm3 →「りっぽうセンチメートル」とみます。

豆辞典豆事典まめじてん物体ぶったい密度みつどと音の速さくらべ】
(物体) (物体) (速さ)
てつぼう 7.87g/cm3 秒間びょうかんに5,900mメートル
水中 1g/cm3 1秒間に1,500m
空気中 1.29g/1000cm3 1秒間に340m

長くのびた鉄の手すり

Q7

半熟はんじゅくたまごはどうやったらできるの (4学年)

半熟はんじゅくたまごは,どうやったらできるのでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい

半熟たまご

(イ) ひく温度おんどでゆっくりゆでる。
(ロ) あつい温度ではやくゆでる。
(ハ) ころがしてゆでる。

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正解

(ロ)


理由

  • (イ) ひく温度おんどでゆっくりゆでると,黄身きみさきかたまります。
  • (ロ) たまごの中心ちゅうしんにある黄身は67℃,外側そとがわ白身しろみは80℃で固まるので,から表面ひょうめんからゆでると,たまごのなかにある黄身にねつつたわる時間じかん計算けいさんれる必要ひつようがあります。ゆっくりゆでると,黄身が67℃でさきに固まり,白身は半熟のままで,目的もくてきぎゃくになってしまいます。そのため,ふっとうしたおに入れて,黄身より先に白身をゆでてしまう必要があります。熱が中心の黄身に伝わり,67℃になるまでの時間を予想よそうして,その時間になる前にゆでげるとよいことになります。
  • (ハ) ころがすのは,たまごのどこをとっても同じように固まるように(均等きんとうに)ゆでるための方法ほうほうです。
豆辞典豆事典まめじてん半熟はんじゅくたまごの「簡易かんい製造せいぞうキット」のつくりはどうなっているの?】
「簡易製造キット」の使い方
下の(2)の写真しゃしん黄色きいろうつわに,生たまごを,殻付からつきで入れて熱湯ねっとうくわえます。そのあと,(1)のようにてて,半熟たまごを作ることができます。 器具きぐは,銀紙ぎんがみった外側そとがわの白いケースと内側うちがわの熱湯とたまごを入れた黄色いケースとのあいだにできる空気くうきのすきかべ)で,熱湯をめにくくしています。熱湯のねつ黄身きみまで熱がつたわるのに時間じかんがかかるので,まず黄身きみそとがわ白身しろみをゆで上げるのに使われ,黄身が半熟のたまごになるのです。
矢印 氷のかたまりは,綿でつつむと早くとけるだろうか(4学年)

Q8

ゆれているブランコから真下ました落下らっかするためには(5学年)

ゆれたブランコで,真ました落下らっかするためには,どこではなすとよいでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

ブランコ

(イ) ゆれの途中とちゅうで手をはなす。
(ロ) もっともゆれたところで手を放す。
(ハ) もっともひくくなったところで手を放す。

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正解

(ロ)


理由

  • (イ) 水平すいへい方向ほうこうに,ちからがはたらいているので,真下ましたちずにそのままさきばされます。
  • (ロ) もっともゆれたところでは,それよりさきにもうしろにもいかないでまったときなので,水平方向には飛ばされず,真下に落ちることになります。おなじように,ゆれもどってブランコが最初さいしょ位置いちにもどったときも,先にも後ろにもいかず,真下ましたに落ちることになります。
  • (ハ) イと同じで水平すいへい方向ほうこうちからがはたらいているので,真下にちずにそのままさきばされます。

Q9

すいそうの中の水にゆびれたら全体ぜんたいおもさはどうなるでしょうか(3学年)

すいそうの水中すいちゅうゆびれたら(指が水そうのそこにつかず,いた状態じょうたいのとき),全体ぜんたいおもさはどうなるでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

(イ) 重さはわらない。
(ロ) 重さはえる。
(ハ) 重さはる。

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正解

(ロ)


理由

  • (イ) 水そうのみずに指を入れると,かるかんじます。その軽くなったぶん,水が指をげているはずです。その軽くなったぶんだけ,水面が上がり,水そう全体ぜんたいおもさがわります。
  • (ロ) 水そうのみずに指を入れると,水面すいめんがります。このえた(水面が上がった)水の重さだけ全体の重さが増えます。それは,指が水から上向うわむきにけるちから浮力ふりょく)とおなじだけ下向したむきの力が水にかかっているからです(これを力の作用さよう反作用はんさようといいます)。
    動画[実験ビデオ]水そうに指を入れて重さの変化を見る

  • (ハ) 指は水から上向きの力(浮力)を受けるが,その分,下向きに力がはたらく(力の作用・反作用)ので重さはらない。

矢印 おし相撲すもうで,おおきなお相撲すもうさんとちいさなどもではどちらがつでしょうか(6学年)

Q10

みずなかではからだがかるくなるのはどうして(4学年)

みずなかではからだがかるくなるのはどうしてでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

プール

(イ) 風呂ふろはいるとからだが膨張ぼうちょうして,あたたかい空気くうきのように上向うわむきのちからがはたらくので。
(ロ) お風呂に入るとちがかるくなるので,軽くなったになるため。
(ハ) お風呂に入ると水がえるので,増えたぶんだけ水がからだをげるから。

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正解

(ハ)


理由

  • (イ) つめたいみずはいっても,からだはかるかんじ,からだに上向うわむきのちからがはたらいてくようになります。
  • (ロ) 冷たいプールでも,入るとちに関係かんけいなく,からだがきます。
  • (ハ) 気体きたい液体えきたい固体こたいとちがってかたちえやすく,たとえば固体のものが液体のなかはいるとまわりから力をけ,かるいものだと浮きがります。このとき物体ぶったいにはたらく力を「浮力ふりょく」とびます。このように風呂ふろに入ったとき,からだがくようにかんじるのは,おにつかった自分じぶんのからだの体積たいせきと同じだけのおもさが「浮力」としてはたらいたからです。この浮力の原理げんりは,鋼鉄こうてつでできたタンカーなど大きなふねが海で浮く理由りゆうでもあるのです。ふね船体せんたいなか中空ちゅうくうになっているので,船体が海水にかっている部分と同じ体積の海水かいすいの重さ分だけまわりから水面にかびがらせるちからがはたらくので,船が水面すいめんに浮くことができるのです。

矢印 すいそうのなかみずゆびれたら全体ぜんたいおもさはどうなるでしょうか(3学年)
豆辞典豆事典まめじてん 【お風呂ふろなかでアイディアがまれた(浮力ふりょく)】
いまから2300年前ねんまえのギリシャ時代じだいてつ学者がくしゃ科学者かがくしゃであったアリストテレスが,お風呂ふろの中でからだがかるくなるのはどうしてかとかんがえました。その結果けっか王冠おうかんを水にしずめたとき王冠とおな体積たいせきの水のおもぶんだけかるくなることを発見はっけんしました。さっそく,この発見の結果けっか応用おうようして,王様おうさまの「純金じゅんきん王冠おうかん」が,「きん以外いがい金属きんぞくをまぜた「偽物にせものの王冠」であることを証明しょうめいしてみせたのです。

【発展】アリストテレスは,「浮力ふりょく」のきまりから,どのようにして王冠がにせものであることを証明したのでしょうか。お友だちや家族かぞくの人と話し合って,考えてみよう。 (ヒント)本物と偽物は同じ重さであること。金属きんぞくの中でも,「きん」は同じ体積たいせきでくらべるともっともおもい(密度みつどたかい)物質ぶっしつであること。また,王冠のように形が複雑ふくざつで体積がもとめにくいものは,水などの液体えきたいの中に入れると水面が上がるので,その水面の上がった分の水のりょうから王冠の体積を求めることができます。

Q11

コップにいっぱいはいったみずにふた(厚紙あつがみのふた)をかぶせてさかさまにしたらどうなるだろうか(5学年)

みずがいっぱいはいったコップにふた(コップの下敷したじきにするコースターなどの厚紙あつがみ)をかぶせてさかさまにしたらどうなるでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい


動画(動画)1

大気圧の実験1(ふたにコースターを使用)

(イ) コップから水がすこしずつあふれ出す。
(ロ) コップから水がいっきにこぼれ落ちる。
(ハ) コップから水はこぼれ落ちない。

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正解

(ハ)


理由

  • 水をいっぱいれたコップに厚紙あつがみのふたをかぶせてさかさまにしても,水はこぼれちません。それはまわりの空気くうきが厚紙のふたをおし,水が落ちないようにちからくわえているからです。この水をおしげる力は,地球ちきゅうく空気のあつさが地上ちじょうすうkmキロメートルにもたっしていて,その厚い空気のおもさ(圧力あつりょく)が地上にのしかかっているからなのです。その圧力は「大気圧たいきあつ」とばれ,地上では単位たんい面積めんせき〔1平方へいほうcmセンチメートルたり水を10メートルもおし上げる力になっています。
    動画(動画)2大気圧の実験2(ふたにコースターを使用)
    水がいっぱい入ったコップに、紙のコースターでふたをして逆さまにしても、水はこぼれ落ちません。
豆辞典豆事典まめじてん大気圧たいきあつとトリチェリーの実験じっけん
大気圧たいきあつの大きさをはじめて実験じっけんして証明しょうめいしたのは,トリチェリーというイタリアの科学者かがくしゃでした。コップのみずちないのもこの実験のようにさかさまにしたコップのそこにわずかの空気のいすき真空しんくう)があらたにできたために,コップの中とコップの外の間に,圧力の差ができて,その差の分だけコップのなかの水が大気圧におしげられたからなのです。
☆やってみよう
ガラスコップと水,あつがみ(コップの下敷したじきにする厚紙などでできたコースター)を用意よういして、大気圧の実験をやってみよう。さかさまにしたときのコップの底や厚紙がわずかに下がるようすも見てみよう。  また,厚紙のわりに,ゴムのふたでもやってみよう。ゴムのふたの真ん中をおすようにして,水の入ったコップを逆さまにするとじょうずにできるよ。
動画(動画)大気圧の実験(ゴムのふたを使用)

Q12

リニアモーターカーに車輪しゃりんがないのは(5学年)

浮上式ふじょうしきリニアモーターカーが,車輪しゃりんがないのにはしることができるのはどうしてでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

リニアモーターカー(山梨県 リニア実験線)

(イ) そら飛行機ひこうきのように,空気くうき揚力ようりょく使つかって地面じめんからうきがってはしっている。
(ロ) うみうえを走るホーバークラフトのように,空気を噴射ふんしゃして,その反動はんどうで走っている。
(ハ) 電車のまわりのかべと電車の車体しゃたいりつけられた電磁石でんじしゃくどうしが,反発はんぱつしたりったりして走っている。

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正解

(ハ)


理由

  • (イ) リニアモーターカーには,飛行機ひこうきのように揚力ようりょく空気くうきながれによってまれる上向うわむきの力)をこす羽根はねがないので,地面じめんからうきがってはしることができない。
  • (ロ) リニアモーターカーは,音もなくしずかにはしりだすので,走りだすときに空気をはげしくふき出すホーバークラフトとおなじとは思えない。
  • (ハ) リニアモーターカー(磁気じき浮上式ふじょうしき鉄道てつどう)は,磁石じしゃくエヌきょくS極エスきょく反発はんぱつさせたりったりさせながら電車でんしゃはしらせています。車体しゃたいとかべに設置せっちした強力きょうりょく電磁石でんじしゃく超電ちょうでんどう磁石じしゃく)からできた浮上磁石と推進すいしん磁石をわせて,磁石のN極,S極どうしの反発と引き合いの作用さようをじょうずに利用りようして電車を走らせているのです。車体はうき上がって走るので,車輪しゃりんのある電車とちがって線路せんろとの間のまさつがないのでおとも少なく,そのうえはやく走ることができます。そのため,交通こうつう機関きかんによる騒音そうおん対策たいさくにも効果こうかがあります。
リニアモーターカーが浮上(ふじょう)するしくみ
豆辞典豆事典まめじてん超電導ちょうでんどう磁石じしゃくとは】
電気でんき抵抗ていこうがゼロの導体どうたいは,とくに超電導体とばれ,この超伝導体を使つかった電磁石でんじしゃくのことを超電ちょうでんどう磁石じしゃくといいます。超電導体は電気抵抗がゼロなので通常つうじょうの導体とちがって発熱はつねつもなく,かつ大きな電流でんりゅうながすことができます。したがって,超電導磁石をそなえたリニアモーターカーは強力きょうりょく磁力じりょく発生はっせいさせることができるのです。

Q13

ロープのながさが長いブランコとみじかいブランコでは一往いちおうふくする時間じかんわるかな(5学年)

ロープのながいブランコとみじかいブランコでは,一往いちおうふくする時間じかんわるでしょうか。それぞれの場合ばあいについて,簡単かんたんをかいて,つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

ブランコ

(イ) 短いほうが一往復する時間がかかる。
(ロ) 長いほうが一往復する時間がかかる。
(ハ) 長くても短くても一往復する時間は変わらない。

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正解

(ロ)


理由

  • (イ) 高さが同じすべり台の場合,スロープが短いほど,すべり落ちる速さが速くなり,すべり降りるまでの時間がかかりません。同じように,ロープのながさがみじかいほど(b),ゆれはばがちいさくなり,ブランコがゆれるはやさがおおきくなります。その結果けっか,ブランコの往復おうふくする時間じかん周期しゅうき)は速くなります。
  • (ロ) 高さが同じすべり台の場合,スロープが長いほど,すべり落ちる速さがおそくなり,すべり降りるまでの時間がかかります。同じように,ロープの長さが長いほど(a),ゆれはばがおおきくなり,ブランコがゆれる速さが小さくなります。その結果,ブランコの往復する時間(周期)がおそくなります。
  • (ハ) ブランコの往復する時間がわらないのは,ロープの長さがおなじときです。

たしかめてみよう  みずれたペットボトルにひもをわえてゆらしてみよう
長さのちがうひものときでは,どちらがゆっくりふれるでしょうか。

矢印 体重たいじゅうおもひとかるい人とではブランコのはやさはわるだろうか(5学年)

Q14

体重たいじゅうおもひとかるい人とではブランコのはやさはわるだろうか(5学年)

同じ長さのブランコでは,体重たいじゅうおもひとかるい人とでは,同じ高さから乗ったとき,そのはやさはわるでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

ブランコ

(イ) 体重の軽い人は軽いぶんだけ速さが速くなる。
(ロ) 体重の重い人は重い分だけ速さがおそくなる。
(ハ) 体重のちがいでは速さは変わらない。

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正解

(ハ)


理由

  • (イ)(ロ) おもさのちがうひろげたかみまるめた紙では,そのままだと落下らっかするはやさがことなるけれども,重さのちがう広げた紙を丸めると,さきに丸めた紙とおなじ速さで落下します。このように,ブランコの場合ばあいでも,つるしたロープのながさがおなじで,ゆれはば(ブランコの落下する高さ)が同じだと,ブランコの速さも同じになります。
  • (ハ) 広げた紙とリンゴを同じ高さから落とすと,紙は空気の抵抗ていこうで落ちるのがおそいけれども,紙を丸めるとほぼ同じように落ちます。それは,地球ちきゅうが引っぱる力(地面じめんに向かう力=引力いんりょく)が重さのちがいに関係かんけいなく同じだからです。同じようにふりこの重さがちがっても,同じゆれはばだとブランコの落下する高さが同じなので,ゆれる速さ(同じ時間じかんで落ちる距離きょり)が同じになるのです。


矢印 ロープのながさが長いブランコとみじかいブランコでは一往いちおうふくする時間じかんわるかな(5学年)

☆やってみよう
ながさのおなじふりこのおもりをえて(水のりょうえたペットボトル),同じたかさからふってみよう。ふりこの一往いちおうふくする時間じかん周期しゅうき)はどうでしょうか。また,たかさ(ふりはば)を変えたときはどうでしょうか。
豆辞典豆事典まめじてん【あなたもガリレオ】
いまから450年前ねんまえ科学者かがくしゃガリレオ (イタリア,1564-1642ねん)は,ある教会きょうかい天井てんじょうからつりげられたランプが,ゆれの大きさが小さくなっても一往いちおうふくする時間じかん周期しゅうき)がおなじことにがつきました。そのことから実験じっけんをくりかえして,ふりこの規則きそくただしいうごきを発見はっけんしたといわれています。

Q15

みずにしずんだたまごをうかせるには(3学年,5学年)

みずにしずんだたまごをうかせるにはどうしたらよいでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

水中の卵

(イ) 水をねっする。
(ロ) 水のりょうやす。
(ハ) 水にとうや食塩しょくえんなどをれてとかす。

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正解

(ハ)


理由

  • (イ) 水を熱するとぼうちょう体積たいせきおおきくなる)するので,ぎゃく浮力ふりょくちいさくなってういてこない。
  • (ロ) 浮力の大きさは水中すいちゅう物体ぶったいがよけた水のりょうおもさなので,水の量がえてふかくなっても水の浮力の大きさは変わらないので,卵はういてきません。
  • (ハ) 食塩をとかした水は,とけるまえの水にくらべて重たいので,その分だけ浮力が大きくなり,水面すいめんちかくにういてきます。砂とうをとかした水でもおな理由りゆうでうき上がってきます。


矢印 すいそうの中の水にゆびれたら全体ぜんたいおもさはどうなるでしょうか(3学年)
矢印 みずなかではからだがかるくなるのはどうして(4学年)
豆辞典豆事典まめじてん 【イスラエルの塩水えんすいでは,人がういて読書どくしょまでできるよ!】
物体ぶったい水中すいちゅうで同じ体積たいせき(物体が水中に入ると,その分よけられた水の量)の水の重量じゅうりょう分(重力じゅうりょく)だけ上向うわむきの力(浮力ふりょく)をうける。その分だけ物体はかるくなり,軽くなった重量分(物体と同じ体積の水の重量)が物体の重量より大きいと水にうくことになる。たとえば,イスラエルとヨルダンの死海しかいという海水でできたみずうみでは塩分えんぶんがこく,一定いっていの体積の重量(密度みつど)が水よりも大きいので,淡水たんすいよりも大きな浮力をうけることになり,水面にういた状態じょうたいで本をむことができるのです。

Q16

ガラスびんのなかとりがったらおもさはわるだろうか(5学年)

くちにせんをしたガラスびんのなかとりがったら,全体ぜんたいおもさはわるでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

鳥の入ったガラスびん

(イ) 飛び上がったので,重さはかるくなる。
(ロ) 飛び上がってもびんの中にいるので,重さは変わらない。
(ハ) 飛び上がってばたくので,重さがえる。

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正解

(ロ)


理由

  • (イ) とりがっても,そのおもさ(重量じゅうりょう)はびんの中の空気くうきをおしている(圧力あつりょくをかけている)のでかるくはなりません。しかし,口のせんをぬくと空気くうきにかかった圧力は外部がいぶの空気につたわるので,全体ぜんたいの重さ(重量)は軽くなります。
  • (ロ) ガラスびんのなかにいるかぎり,その圧力はびんの外に伝わることはないので全体の重さはわりません。
  • (ハ) とりばたくと空気のながれで揚力ようりょくまれますが,空気や鳥の重量(びんにかかる圧力)は変わらないので,全体の重さは変わりません。


矢印 ロケットが空気くうきのない宇宙うちゅうぶことができるのはどうして(6学年)


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