小学校 理科クイズ

6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

クレーンしゃはどうしておもものげられるの(6学年)


クレーンしゃはどうしておもものげられるのでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。
クレーン車の動滑車

(イ) クレーン車のながくびが,てこのはたらきをしているので。
(ロ) 定滑車ていかっしゃでつりげているので。
(ハ) 動滑車どうかっしゃ使つかっているので。

答えを見る

正解

(ハ)


理由

  • (イ) てこの支点してんたるところがないので,首が長くても,てこにはならない。
  • (ロ) 定滑車は,ちからくわわる方向ほうこうえるだけで,力はとくをしない。
  • (ハ) クレーン車には,動滑車が使われていて,それでおおきな力をている。

    注)力の大きさを表す単位たんいとして,N(ニュートン)が使われます。
    1Nは,100gの物体ぶったいはたら地球上ちきゅうじょう重力じゅうりょくの大きさにひとしい。

豆辞典豆事典まめじてん【クレーン車の「クレーン」の意味いみ
クレーン車の「クレーン」(crane)は動物の「つる」の意味です。かたちからなんとなくわかります。でも,「恐竜きょうりゅう」のくびにもおもえるけどね。古代こだいギリシャの科学者かがくしゃアリストテレスは,「動滑車」を使えば,「いえ」どころか「地球ちきゅう」さえもうごかせる,とったといわれています。

Q2

タッチパネルでコンピュータをうごかせるのはどうして(4, 6学年)


タッチパネルでコンピュータをうごかせ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。
コンピュータ

(イ) ゆびでおすと,電流でんりゅうながれ,コンピュータに信号しんごうおくる。
(ロ) 指でふれたり,近づけると,電流が流れ,コンピュータに信号を送る。
(ハ) 指を近づけると,指の 体温たいおんがコンピュータに信号を送る。

答えを見る

正解

(イ)(ロ)


理由

  • (イ)(ロ) タッチパネルには,2種類しゅるいのものがあって,一つはパネルをゆびでおして電極でんきょくプラスきょくマイナスきょく)をつなぐ方式ほうしき,もう片方かたほう人間にんげんの指やタッチペンなどで静電気せいでんきながす方式です。いずれも電流でんりゅうが流れることを利用りようしています。
  • (ハ) コンピュータをうごかすためには,電流が流れる必要ひつようがあります。温度おんどと電流の関係かんけい利用りようしたサーモスタット(感熱体制御装置かんねつたいせいぎょそうち温度計おんどけいなどは,物質ぶっしつ半導体はんどうたい)の温度による電気抵抗でんきていこうの変化を利用して,体温をはかることはできますが,電流の回路かいろ接続せつぞくして電気を流したりする装置そうちではないので,コンピュータはうごかないはずです。

実際じっさいにためしてみよう
それでは,(a)身近みぢかなアイホンやスマートフォンなどの携帯電話けいたいでんわや,(b)電車でんしゃえき電子券売機でんしけんばいきなどのタッチパネルは,それぞれ(イ),(ロ)のどちらの方式だと思いますか。

(答え)
(a) (ロ)・・・パネルに静電気せいでんきなが方式ほうしき
(b) (イ)・・・パネルをおして電極でんきょくをつなぐ方式
駅の電子券売機験

矢印 かみなりはどうしてちるの(静電気せいでんき)(5学年)

Q3

おし相撲 ずもうで,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)

相撲すもうさんは台車だいしゃっています。子どもはすべりにくいゴムぐつをはいています。ちいさなどもが台車に乗ったおおきなお相撲すもうさんとおし相撲ずもうをしたら,どちらがつでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい

台車の写真

(イ) 大きなお相撲すもうさんが勝つ。
(ロ) 小さな子どもが勝つ。
(ハ) まったままで勝負しょうぶがつかない。

答えを見る

正解

(ロ)


理由

  • (イ) 相撲すもうさんが,小さなちからうご台車だいしゃっていると,ゴムぐつをはいたどもをおしても,子どもはすべりにくいゴムぐつをはいているのでそのまま動かず,おした力のぶんだけぎゃく自分じぶんの方に力がはたらき,お相撲すもうさんは台車といっしょにおした方向ほうこうとは逆にうしきにうごきだします。したがって,台車に乗ったお相撲すもうさんがけることになります。
  • (ロ) 子どもはゴムぐつをはいているので,相手あいてからおされても,おされたぶんだけ地面じめんがおしもどしてくれます(このおしもどす力を摩擦力まさつりょくといいます)。このように,お相撲すもうさんにおされた分だけ子どもから相手にかって力がはたらくので,おしもどすことができるのです。一方いっぽう,お相撲すもうさんは,車のついた台車のうえっているので(摩擦力が小さいので),子どもからの力によって車がうしろに向かって地面をころがりはじめます。
  • (ハ) 相撲すもうさんは,相手(子ども)をおした分だけおしもどす力(摩擦力)によって反対はんたいに動きます。

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

Q4

レモンで電気でんきをおこせるのはどうして (6学年)


レモンで電気でんきをおこせるでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

レモン

(イ) レモンをくちれるとピリッとからいので電気でんきができる。
(ロ) レモンを太陽たいようひかりあたためると電気をおこすことができる。
(ハ) レモンに金属きんぞくいたしこむと電気がながれる。

答えを見る

正解

(ハ)


理由

  • (イ) レモンのしるって,なめてみるとすっぱいよね。それは炭酸たんさんすいのように酸性さんせい水溶液すいようえき成分せいぶんした刺激しげきしたからです。
  • (ロ) レモンをながあたためると水分すいぶん蒸発じょうはつしてしなびてしまいます。太陽たいようひかりから電気でんきをおこす太陽電池板でんちばんわりにはなりません。
  • (ハ) レモンの果肉かにくなかに10えん銅貨どうかと1円だま(アルミニュウム)をしこんで導線どうせんでつなぐと(回路かいろをつくると),ミニオルゴールに電気でんきが流れてりだします。これは,1円玉(アルミニュウム)から電子でんし導線どうせんを伝わって10円銅貨(どう)に流れると,レモンじる水溶液すいようえきから水素すいそイオン(電子でんし)が10円銅貨(+きょく)にせられるようにあつまり,10円銅貨の電子とむすびついて,つぎから次に水素すいそ気体きたいとなってていきます。このように,1円玉(アルミニュウム)→レモン汁→10円銅貨(銅)→1円玉と電子のながれができるので,そのため電流でんりゅうが流れ,ミニオルゴールがりだしたのです。きみもレモンと10円玉と1円玉とで,レモン電池でんちつくってみるとよくわかるよ。
    ちゅう)レモン1では,ミニオルゴールからの音がこえないときには,レモンを2個,3個とたてにつなげる(直列ちょくれつにつなげる)とよくるよ。

レモン電池と配線のようす


Q5

電話でんわ遠方えんぽうひとはなしができるのはどうして(6学年)


電話でんわ遠方えんぽうひとはなし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。

受話器

(イ) 音声おんせいなみのようにして電線でんせんなかつたわるので。
(ロ) 音声はひかりわって電線の中を伝わるので。
(ハ) 音声は磁石じしゃく電流でんりゅうに変えられて相手あいてに伝わるので。

答えを見る

正解

(ハ)


理由

  • (イ) 音声おんせい空気くうきのふるえ)がつたわる距離きょりはせいぜい十数mすうメートルです。
  • (ロ) ひかり電線でんせん銅線どうせん)などの金属きんぞくでは反射はんしゃして,その中を伝わることができません。そのため,光を使つかった送信そうしんのためにはひかりファイバーという特殊とくしゅ回線かいせんと光と電気でんき交互こうごえる装置そうち必要ひつようになります。これは光通信ひかりつうしんのことで,大量のデータ(映像えいぞう音声おんせい)をおくるときに使われています。
  • (ハ) 電話の送話器そうわき内部ないぶひらくと,コイルと鉄心てっしんからできた電磁石でんじしゃくてられています。話したときの音声が,送話器の内部ないぶ振動板しんどうばんとおして鉄心(永久えいきゅう磁石じしゃく)を振動しんどうさせると,コイルの中に音の振動に合わせて電流がながれます。この電流が相手あいて受話器じゅわきの電磁石(コイル)にながれると,流れる電流にわせて受話器の振動板を振動しんどうさせて(ふるわせて)音声にもどします。このように電話は電磁石を利用りようして音声を相手あいてにとどけているのです。

Q6

燃料ねんりょう電池車でんちしゃとは(6学年)


燃料ねんりょう電池車でんちしゃはしるエネルギーはなんでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

(イ) 石油せきゆエネルギーと電気でんきエネルギーの両方りょうほうはし自動車じどうしゃ
(ロ) バッテリー(電池)からした電気エネルギーで走る自動車
(ハ) 水素すいそ酸素さんそ反応はんのうさせて取り出した電気エネルギーで走る自動車

答えを見る

正解

(ハ)


理由

  • (イ) ハイブリッド自動車じどうしゃのことです。ハイブリット自動車とは,石油せきゆやして動力どうりょくでエンジンをうごかし,その結果けっかはしった自動車の車輪しゃりんでモーター(はつ電機でんき)を動かし,得た電気でんきで電気自動車を動かすという,複数ふくすう動力源どうりょくげん(エンジンとモーター)を使つかって動く自動車のことです。
  • (ロ) 自動車にみこんだバッテリー(充電じゅうでん)の電気でモーターを動かして走る電気でんき自動車じどうしゃのことです。
  • (ハ) 燃料ねんりょう水素すいそ使つかい,水素と酸素さんそ化学かがく反応はんのうで電気エネルギーを取り出して走る電気自動車。そのしくみは,水に電気をながして水素と酸素に分解ぶんかいする水の電気分解とぎゃくの流れで,酸素と水素をもとに化学反応で電気(電子)を取り出し,その電気でモーターをうごかす自動車です。これは燃料を石油せきゆなどの地中のかぎられた資源しげん使つかうことなく,みずの分解からられる水素をやすので,水素は空気中の酸素とむすびついてふたたび水にもどります。したがって,りつくされることも予想よそうされる石油せきゆに代わる循環型じゅんかんがたのエネルギーとして期待きたいされているのです。また,燃料ねんりょうは水素なのでこれまでの石油エンジンとちがって二酸化炭素にさんかたんそやちっ素(窒素ちっそ酸化物さんかぶつはいしゅつしないだけでなく,排出するのはみずだけなので,大気たいき汚染おせん公害こうがい)や温暖化おんだんか(大気中に二酸化炭素がえると気温が上がる)の防止ぼうし対策たいさくてきしたエネルギーでもあるのです。

燃料ねんりょう電池でんち仕組しく
燃料極ねんりょうきょくから,水素すいそ電子でんし空気極くうききょく移動いどうすることによって,電流が発生はっせいする。また,水素すいそイオンが電解質でんかいしつを通り空気極くうききょく酸素さんそ反応はんのうして水になります。
矢印 ろうそくのほのおはどこの温度おんどもっとたかいの(6学年)
矢印 レモンで電気でんきをおこせるのはどうして (6学年)
矢印 電気でんきモーターがまわるしくみはどうなっているの(4,6学年)
豆辞典豆事典まめじてん電池でんちはどうやって電流でんりゅう発生はっせいさせているの】
電気をびた粒子りゅうし電子でんし)がマイナスきょくからプラス極に移動いどうするとき,電気が流れます。たとえば,電池でんちしょく塩水えんすいの中に銅板どうばんとアルミ板をしこむと電子が流れるので,これを利用して,電流を発生はっせいさせています。
☆やってみよう ミニ電池をつくってみよう
準備じゅんび
銅板どうばん(10円硬貨こうか),アルミニウムばん(1円硬貨),しょく塩水えんすいをしみこませたかみ(クッキングペーパー),導線どうせん電子でんしオルゴール,模型もけいモーター

作り方:
10円硬貨と1円硬貨のあいだに,準備した紙をはさんで,ミニ電池でんちを作る。
  • ・作ったミニ電池で電子オルゴールをらしてみよう
  • ・ミニ電池を複数ふくすう用意して,それらを(直列ちょくれつに)つないで模型モーターをまわしてみよう。

Q7

電気でんきモーターがまわるしくみはどうなっているの(4,6学年)


模型もけい用の電気でんきモーターがうごくしくみはどうなっているのでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

模型用の電気モーター(外観)

(イ) モーターに乾電池かんでんちをつないで電流でんりゅうながすと,内部ないぶ鉄線てっせん(ニクロム線)がねっせられ,そのねつによってモーターがうごきだす。
(ロ) モーターに太陽光たいようこうなどのひかりてると,内部に電流が流れ,モーターがうごきだす。
(ハ) モーターに乾電池をつないで電流でんりゅうながすと,内部ないぶ磁石じしゃくとコイルが退しりぞったり,ったりしてモーターがうごきだす。

答えを見る

正解

(ハ)


理由

  • (イ) ねつでモーターがうごきだすためには,自動車じどうしゃのように内燃ないねん機関きかん(ガソリンなどの気体きたい爆発ばくはつさせて動かすエンジン)が必要ひつようです。
  • (ロ) 光を利用りようする場合ばあいは,光の明るさを,一度いちど電気でんきにかえなければならないので,光を電気に変える装置そうち(アモルファス電池でんち)が必要です。写真しゃしんではモーターから導線どうせんているので,乾電池かんでんちが必要になりそうです。さらに,内部を分解ぶんかいしても,アモルファス電池のような装置は見当みあたりません。
  • (ハ) 電気モーターは内部ないぶひらくとコイルと磁石じしゃくからてられています。電流でんりゅうがコイルに流れるとコイルにかれたモーターのじくが,まわりの磁石と退しりぞったり(反発はんぱつしたり),引きつけ合ったりして回転かいてんしはじめます。
電気モーターの内部(ないぶ)


矢印 電話でんわ遠方えんぽうひとはなしができるのはどうして(6学年)
矢印 リニアモーターカーに車輪しゃりんがないのは(5学年)
豆辞典豆事典まめじてん【モーターを発電機にすることができる?】
磁石のなかでコイルに電流をながすとコイルにかれた鉄心てっしんが回るモーターにたいして,ぎゃくに磁石のほうを回してコイルに電気が流れるようにしたのがはつ電機でんきなのです。
☆やってみよう1

模型もけい用モーターと手回てまわはつ電機でんきのしくみをくらべて,そのちがいを図解ずかいして説明せつめいしてみよう。

手回し発電機

Q8

鉄橋てっきょう鉄骨てっこつわせてできているのはどうして(6学年)


おも電車でんしゃはしらせる鉄橋てっきょうは,鉄骨てっこつわせてできています。これ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。
鉄骨の骨組み

(イ) 鉄骨だと電車からまわりがよくえるため,事故じこがおこりにくいので。
(ロ) 橋に使つか鉄材てつざいりょうるため,そのぶんコスト(費用ひよう)がかからず経済的けいざいてきであるので。
(ハ) 電車が通過つうかするときにはしにかかるおもさをななめに組み合わせた鉄骨で分散ぶんさんさせると,橋がその重さにたえることができるので。

答えを見る

正解

(ハ)


理由

  • (イ) 列車れっしゃは決まった線路せんろの上をはしるので,鉄橋てっきょうの上では周辺しゅうへんよりも進行しんこう方向ほうこう(前方)が遠くまでることができればよいはずです。しかも,鉄骨てっこつがななめにまじわっているのは,なにか特別とくべつな理由があるはずです。
  • (ロ) 鉄橋は列車など重いものを通過つうかさせるので,重さのために橋が崩落ほうらくしないように,列車れっしゃ以外いがいは橋げたにかかる重さをらす必要ひつようがあります。そのために重たいかべなどをはずして,骨(鉄骨てっこつ)だけの最小限さいしょうげんの重さにしているのです。経済的けいざいてきなことよりも,まずは崩落しないようにする技術ぎじゅつ優先ゆうせんしています。
  • (ハ) 列車が通過つうかするとき,橋にかかる重さ(重量じゅうりょう)が大きいので,その重さにたえられるように,川にかけられたいくつかの橋げたに全重量ぜんじゅうりょうをふり分ける必要があります。そのためには,かべなどを取り払った鉄骨だけにして,まずは,それ自身の重さをらし,その上,鉄骨をななめに交わらせ,橋にかかる全重量ぜんじゅうりょう分散ぶんさんさせているのです。

豆辞典豆事典まめじてん【クレーン車の「クレーン」の意味いみ
はし支柱しちゅうたかいとつりがったケーブルがおおきなアーチをえがくので,そのぶんだけ上向うわむきにっぱり上げる力が大きくなるため,ところどころでもうけられたの高い支柱で重い橋をげることができるのです。このような橋をささえるくふうはつり橋やアーチ橋などでも見られます。


Q9

ぬまあおえるのはどうして( 6学年 )


つぎ写真しゃしんのようにぬまあおえるのはどうしてでしょうか。次のこたえからただしいものをえらびなさい。
青く見える沼(北海道)

(イ) 沼のそこつちあおいため,それが見えている。
(ロ) 沼のみずつめたいので青く見えている。
(ハ) 沼の水が日光にっこうなかの青いいろひかりだけを反射はんしゃしている。

答えを見る

正解

(ハ)


理由

  • (イ) ぬまそこはかれたえだやかれなどがそこをおおっていることが多く,むしろえるいろ茶褐色ちゃかっしょくではないだろうか。
  • (ロ) 透明とうめいみずやしても水のいろわらないので,温度おんどのちがいで水の色がわるとは考えられない。
  • (ハ) 水の分子ぶんしよりはるかに大きい粒子りゅうし(これをコロイドじょう粒子りゅうしという)が水にとけていると,まじりのない水よりも青い色の光の散乱さんらんがいちじるしくなります。水面すいめん写真しゃしんのように青く見えるのは,沼にながれこむ水にアルミニウムの物質ぶっしつがふくまれていて,それが沼の水の中にコロイド状の粒子をつくるため,水深すいしんあさぬまでも入射にゅうしゃする光の中の赤い色(波長はちょうながい)の光は水に吸収きゅうしゅうされてしまいますが,青い光(波長はちょうみじかい)はコロイド状の粒子に散乱されて青い色が多く目にとどくようになるので,青く見えるようになると考えられています。


矢印 うみあおいのはなぜ(5学年)

Q10

A,Bのドライバーはどちらがねじをつよまわせるでしょうか(6学年)


A,Bのドライバーはどちらがねじをつよまわせるでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。
A,Bのドライバー

(イ) (にぎり手)がふといほう(A)がちいさなちからおおきな力をせる。
(ロ) (にぎり手)が細いほう(B)がちいさなちからおおきな力をせる。
(ハ) ドライバーAのほうが,Bよりもながさが長いので,大きな力を出せる。

答えを見る

正解

(イ)


理由

  • (イ) てこの力点りきてん支点してんから はなれているほど小さな力でおもいものをち上げることができるように,ドライバーのにぎり(力点)がふといほどほそいにぎり手にくらべてにぎり手(力点)が中心ちゅうしん(支点)からの距離きょりが大きくなり,小さな力でもその距離が大きいぶんだけねじを大きな力でまわすことができます。
  • (ロ) 力は回転する方向だけにはたらくので,これは,(イ)のぎゃくで,てこの力点りきてん支点してんから近いほど, はなれているときにくらべて,重いものを持ち上げることができないように,ドライバーのにぎり手がほそいと(イ)のときと同じ力でにぎり手をまわしても,太い場合ばあいのようにねじを大きな力で回せないのです。
  • (ハ) ドライバーのは,にぎり手にはたらく力の方向ほうこう直角ちょっかくきなので,にぎり手に加えた力がの方向にはたらくことはなく,柄の長さはドライバーにはたらく力の大きさに影響えいきょうがありません。それは,てこの場合でも,てこをおす力はおす方向にはたらきますが,てこの軸の方向には力が伝わらない(くわわらない)ことと同じです。


矢印 クレーンしゃはどうしておもものげられるの(6学年)
豆辞典豆事典まめじてん 【てこ1本で地球ちきゅううごかせる!】
ギリシャ時代じだい科学者かがくしゃアリストテレス(紀元前きげんぜん350ねんごろ)は,てこを使つかえば,巨大きょだいな地球さえも動かすことができるといって,ひとびとをおどろかせました。てこの力点りきてん支点してんからかぎりなくとおくにとれば,支点にちか作用点上さようてんじょうではかぎりなくおおきな力をすと考え,地球さえも動かすことができるとかんがえたのです。

Q11

LEDエルイーディー電球でんきゅうとは(6学年)


新聞しんぶん生活せいかつ科学かがく記事きじ紙面しめんでよくかけるLEDエルイーディー電球でんきゅうとはなんでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。
発光ダイオード電球

(イ) 電流でんりゅうながすと内部ないぶつめたいままひかりはな電球でんきゅう
(ロ) 電流を流すと内部が熱くなって光を放つ電球。
(ハ) 電流を流すと内部の蛍光けいこう塗料とりょうが光を放つ電球。

答えを見る

正解

(イ)


理由

  • (イ) Lエル Eイー Dディーとは発光はっこうダイオードのことで,これは電流でんりゅうとお金属きんぞくなかでも,導体どうたい(電流を通す物質ぶっしつ)と不導体ふどうたい(電流を通さない物質)の中間的ちゅうかんてき電気でんき抵抗ていこうをしめす物質ぶっしつ半導体はんどうたいばれます。LED電球でんきゅう発光はっこうダイオード電球)では2種類しゅるい性質せいしゅつのちがう半導体がつなぎわされて(接合せつごうされて)いて,それに電圧でんあつをかけると,片方かたほうの半導体からは粒子りゅうしのようにうごまわプラス電気でんきびた部分(ホール)が,もう一方いっぽうからは電子でんしマイナス電気を帯びている粒子りゅうし)が半導体の接合しているところに集まり,ホールと電子が結合けつごう衝突しょうとつ)することにより電磁波でんじはひかり)が放出ほうしゅつされます。そのひかりして照明しょうめい使つかっているのが「発光ダイオード電球」なのです。発光ダイオード電球はいままでの電球のようにあつくなることもないので,そのぶん,電球を熱するために使われる電力でんりょく節約せつやくすることができます。また,白熱電球のように寿命じゅみょう使用しよう期間きかん)のみじかいフィラメントも使わないので,発光ダイオード電球は寿命がながいのも特色とくしょくになっています。
  • (ロ) 電気でんき抵抗ていこうのある導体中どうたいちゅうを電気がながれるとねつ発生はっせいし,導体が高温こうおんになって光を発生させます。白熱電球ではフィラメント(電流が流れると光や熱をはなほそい金属線)に電流を流し,そのとき放つ光をかりとして利用りようしています。
  • (ハ) 蛍光灯けいこうとうかりのことです。蛍光灯のなか真空しんくう放電ほうでん空気くうきをぬいた中に電子でんし放出ほうしゅつされること)がなされることにより,たとえば水銀すいぎん気体きたいに電子が衝突しょうとつして電磁波でんじは(おもに紫外線しがいせん)が放射ほうしゃされます。蛍光灯の明かりは,このように蛍光灯中に放射された紫外線が蛍光灯のガラスの内側うちがわにぬられた蛍光けいこう体(塗料とりょう)にたるとひかるので,この光を明かりとして利用りようしています。

矢印 そらあかいのはどうして(6学年)
矢印 れたそらあおいのはなぜ(3学年)
矢印 オーロラはどこでもられるの(6学年)
豆辞典豆事典まめじてん発光はっこうダイオード(LEDエルイーディ)の出現しゅつげんによって,なにわったの?】
(1) これまでの電灯でんとう白熱はくねつ電球でんきゅう)はひかりかり)をすために電球でんきゅう電流でんりゅうを流してフィラメントをねっする必要ひつようがありましたが,発光ダイオードでは電球に電圧でんあつをかけるだけで電子でんしから直接ちょくせつひかりを取り出せるようになりました。この結果けっか,フィラメントをねっするための電気でんき(熱エネルギー)がいらなくなり,そのぶんだけ電力でんりょく節電せつでんできるようになりました。
(2) 電灯のフィラメントの寿命じゅみょうみじかかったのが,半導体はんどうたい使つかうことによって大幅おおはば延長えんちょうできるようになりました。
(3) 光の三原色さんげんしょくあかみどりあおのうち,最近さいきんまで青を半導体で取り出すのがむずかしく,光の三原色によるいろづくりにも制限があったのですが,日本にほん科学者かがくしゃによる青色あおいろ発光はっこうダイオードの発明はつめいにより,光の三原色がそろい,生活せいかつなか利用りようされるさまざまな色をつくりだすことができるようになりました。

青色発光ダイオードの発明とそれまでの研究けんきゅう成果せいかたいして,2014年には日本人科学者の赤崎あかさきいさむ中村修二なかむらしゅうじ天野あまのひろしの3めいがノーベルぶつ理学りがくしょう受賞じゅしょうしました。

Q12

かみなりはひかってからちるのはどうして(4学年,5学年,6学年)


かみなりはひかってからち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。

(イ) かみなりは光ってからあとおと発生はっせいするため。
(ロ) かみなりの光はそらから直接ちょくせつとどくが,音はかみなりが地面に落ちてから地震じしんのように地面じめんつたわってくるため。
(ハ) 光のはやさは音の速さよりはやいので,光は音よりさきにとどくため。

答えを見る

正解

(ハ)


理由

  • (イ) 上空じょうくうのかみなりぐも積乱雲せきらんうん)の中の-(マイナス)のせい電気でんきと地上からの+(プラス)の静電気せいでんきが近づくと放電ほうでんがはじまり,電流がまわりの空気の中を流れるようになります。そのとき電流の通り道の空気が超高温ちょうこうおんになり,はげしく振動しんどうするため,光(電光でんこう稲妻いなずま)や音(雷鳴らいめい)が同時どうじに発生します。これがかみなり(かみなり,落雷)の正体なのです。
  • (ロ) 音は空気くうきをふるわせてなみとして空気中くうきちゅうつたわることができるので,地面じめんちたときの衝撃しょうげきの音をいているのではありません。
  • (ハ) とおくでげられる花火はなびは,光ってから音がこえるように,とおくで落ちるかみなりもはじめに光って,しばらくして音が聞こえます。これは光のはやさは音の速さよりおおきいので,私たちには光がさきにとどいて音があとからとどきます。ただし,ちかところちるかみなりは,観測者かんそくしゃまでの距離きょりが小さすぎて速さのが出ないので光るのとほぼ同時に音が聞こえるのです。

豆辞典豆事典まめじてんはやさくらべ】
光の速さ 秒速 290,000,000m
音の速さ 秒速 340m(空気中),秒速 1500m(水中すいちゅう
地球の公転の速さ 秒速 298,000m
地球の自転の速さ 秒速 465m
地震のゆれの速さ    秒速 6,000~8,000m(縦波たてなみ),秒速 3,000~5,000m(横波よこなみ
ジャンボジェット機の速さ 秒速 250m
新幹線の速さ 秒速 80m
人間(歩行)の速さ 秒速 1.5m

Q13

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)


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) 空気くうきねっし,かるくなった空気で熱気球ねつききゅうのように飛んでいる。
(ロ) 燃料ねんりょうのガソリンを爆発ばくはつさせ,そのとき発生する強力な風を利用りようして飛んでいる。
(ハ) 燃料の水素すいそを爆発させて,その反動を利用して飛んでいる。

答えを見る

正解

(ハ)


理由

  • (イ) 宇宙うちゅう真空しんくう空気くうきがない空間くうかん)なので,空気中(大気中たいきちゅう)の浮力ふりょくを利用して上昇じょうしょうしたり下降かこうしたりする熱気球ねつききゅうでは宇宙をぶことができません。
  • (ロ) ジェットは,いこんだ空気でガソリンを爆発させ,その反動で飛ぶのですが,そのときに発生はっせいする強力きょうりょくな風を機体きたい両翼りょうよく揚力ようりょくつばさにはたらく上向うわむきの力)を発生させて,大気中を上昇したり下降したりします。しかし,宇宙には空気がないので,ジェット機は宇宙を大気中のように飛ぶことができません。
  • (ハ) かべを手です(作用さよう)と手も壁から押しかえされる(反作用はんさよう)ように,ロケットも燃料を爆発ばくはつさせる(作用)とまえに飛び出す(反作用)のです。この力は「力の作用,反作用」とばれ,空気のない宇宙うちゅう空間くうかんでも同じようにはたらきます。しかし,宇宙には空気(酸素さんそ)がないので,宇宙ロケットは燃料の水素を爆発させるために地球から酸素(液体えきたい固体こたいにして)を運び,それを使って燃料ねんりょうを爆発させ,その反動はんどう(反作用)で飛ぶのです。その証拠しょうこに,ロケットがび上がるときに白煙はくえんが見えるのは,燃料の水素と酸素が燃焼ねんしょうするときにできるみず水滴すいてきになって噴出ふんしゅつしているからです。また,宇宙空間には真空しんくう(空気がない空間)で摩擦まさつがないので,ロケットは一度いちどうごいたら燃料なしでつづけることができますが,地球ちきゅうにもどるときには,ロケットのきをえたりするために,あらためて燃料を爆発ばくはつさせて,推力すいりょく(作用反作用の力)を必要ひつようがあります。


矢印 おし相撲ずもうで,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)
豆辞典豆事典まめじてん 【水ロケットをばしてみよう】
(1)水を入れたペットボトルに空気をおし込むためのゴムせんをける。
   ・水はペットボトルに三分の一ほどを入れる。
(2)空気入れで空気をおしこむ。
(3)空気の圧力あつりょくが大きくなるとゴムせんがはずれてペットボトルが飛びがる。

   注意:水ロケットは広い場所で、人のいない方に飛ばすこと。
・ペットボトルが飛び上がったときにはたらくちからきを→(矢じるし)でにえがいてみよう。
・そのときはたらく力のことを、それぞれなんといいますか。

 答えを見る。
 力の作用さよう、力の反作用はんさよう


Q14

あかあおのスポットライトのようにくろのスポットライトはあるの(6学年)


舞台ぶたいをはなやかにらし出すのに,七色なないろ変化へんかするひかり(スポットライト)があります。このなかくろい光(スポットライト)があるでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

(イ) 太陽たいようほしひかっているのに,そのまわりの宇宙うちゅう暗黒あんこく世界せかいです。それは,宇宙からくろひかり放出ほうしゅつされているからだとおもう。
(ロ) 黒い物体ぶったいたった光が吸収きゅうしゅうされて,わたしたちの反射はんしゃしてこない(もどってこない)ためで,黒い光が放出ほうしゅつされているわけではないと思う。
(ハ) 黒いあかいろあおい色,いろぜるとえがけるので,光の場合ばあいもさまざまな色の光を混ぜると黒い光をつくることができると思う。

答えを見る

正解

(ロ)


理由

  • (イ) 夜空よぞらつきひかって見えるのは,月にたった太陽たいようの光が反射はんしゃしているからであり,一方いっぽう,月のまわりの空間くうかん真黒まっくろなのは空気くうき*がなく(真空しんくうのため),光を反射するものがないためです。したがって,くろい光(黒いスポットライト)が太陽やほしなどから放出されているため宇宙うちゅう空間くうかんが黒いわけではないのです。

    *空気は窒素ちっそ酸素さんそなどのつぶ(原子げんし分子ぶんし)からできています。


  • (ロ) そらあかるくえたりするのは,太陽の光が地球ちきゅうく空気に散乱さんらんして,わたしたちのにとどくためです。夜がくらい(暗黒あんこくな)のは,太陽の光が目にとどかないためで,黒い光があって,それが目にとどいているためではありません。したがって,光でらしされた舞台ぶたい一部いちぶを「黒いスポットライト」でらしすには,たとえば,地球のかげ月食げっしょくこすように光をさえぎったときにできる「かげ」をつくるしかありません。
  • (ハ) ものいろは,それ自身じしんの色ではなく,そのもの反射はんしゃする光の色をているのです。光がつくりす色の世界せかいは,「あかみどりあお」の光(光の三原色さんげんしょく)がさまざまにかさなることによってまれ,たとえば三つの光がかさなると白色はくしょくになり,「黒い光」をつくりだすことはないのです。
矢印 そらあかいのはどうして(6学年)
矢印 れたそらあおいのはなぜ(3学年)
矢印 月食げっしょくはどうしてきるの(6学年)
矢印 LEDエルイーディー電球でんきゅうとは(6学年)

Q15

地球ちきゅう中心ちゅうしんとおるトンネルがあったら(3,6学年)


地球ちきゅう中心ちゅうしんとおるトンネルがあるとしたら,地上ちじょうからトンネルにとしたもの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) 地球の中心でまる。
(ロ) 地球の反対側はんたいがわまでってもどってくる。
(ハ) 地球のそとす。


注;地球の自転やトンネルの中での空気の抵抗ていこうがないものとする。

答えを見る

正解

(ロ)


理由

  • (イ) 地球ちきゅう中心ちゅうしん落下らっかするもの物体ぶったい)は,地球の引力いんりょく重力じゅうりょく)によって中心ちゅうしんかってっぱりつづけられ,中心にちかづくほどはやさがおおきくなるため,地球の中心をえて,さらに反対側はんたいがわすすむとかんがえられます。
  • (ロ) 物体ぶったいは,地球の引力いんりょくによって中心にとどくころには最高さいこう速度そくどたっし,そこから反対側はんたいがわ地表ちひょうちかづくにつれスピードがち地表で速度そくどゼロになります。しかし,速度0になった物体は,今度こんどぎゃくに地球の中心からの引力によって地球の中心にもどってきて,また,さい高速度こうそくどになるので,ふたたびはじめにとした地点ちてんにもどってくるので,結局のところ,物体はったりもどったりすること(往復おうふく運動うんどう)がくりかえされるとかんがえられます。この予想よそうされる物体のうごきが,ふりこの往復運動とよくているのは,地球の引力いんりょく重力じゅうりょく)がおなじようにはたらいているからなのです。
  • (ハ) 地球の反対側はんたいがわにとどいた物体は,地球の引力いんりょく重力じゅうりょく)によって止められ,ふたたび中心ちゅうしん方向ほうこうきもどされるはずです。
矢印 質量しつりょうおもさ(重量じゅうりょうともいう)のちがいは(3,6学年)
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復いちおうふくする時間じかんわるかな(5学年)

Q16

たかいビルの屋上おくじょうから水平すいへいげたボールと真下ましたとしたボールとではどちらがはや地面じめんにとどくかな(6学年)


たかいビルの屋上おくじょうから水平すいへいげたボールと真下ましたとしたボールとではどちらがはや地面じめんにとどくでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

(イ) 水平に投げたほうが真下に落としたときよりも地面に早く落ちる。
(ロ) 水平に投げたほうが真下に落としたときよりも地面におそく落ちる。
(ハ) 水平に投げたものと真下に落としたものとは地面に同時どうじに落ちる。

答えを見る

正解

(ハ)


理由

  • 屋上おくじょうから水平にげられたボールにはたらくちからには,(1)投げられた方向ほうこう水平すいへい方向ほうこう)にはたらく力と(2)地面じめんかってっすぐにちる方向(引力いんりょく重力じゅうりょく)がはたらく方向)にはたらく力の2つがあります。そのため,水平に投げられたボールの落下らっかするきにはたらく力と,地面に向けて真下に落ちたときのボールにはたらく力と同じになるので,2つのボールは同じはやさで落下して,同時どうじ着地ちゃくちすることになります。
矢印 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)
豆辞典豆事典まめじてん射撃しゃげき名手めいしゅになれるかな】
ちてくる標的ひょうてきに目がけて発射はっしゃだいからたますと,び出した弾はかならず標的にたります。それはどうしてでしょうか。みぎ参考さんこう説明せつめいしてみよう。
クリスマスケーキ

Q17

包丁ほうちょうがよくれるのはどうして(6学年)


よくれる包丁ほうちょう(ナイフ)はどれでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

包丁

(イ) 刃先はさきあつい。
(ロ) 刃先が中ぐらいの厚さ。
(ハ) 刃先がうすい。


答えを見る

正解

(ハ)


理由

  • (イ) ものをおしけるちからる力)は,包丁ほうちょう下向したむきにおす力にたいして,刃先はさきあついほどちいさくなります。したがって,刃先のうすい(ロ),(ハ)にくらべて,物の切れる程度ていどは一番おとることになります。(包丁を下向きにおす力に対して,このように物を切りさく力は刃のきに対して垂直すいちょくな方向にはたらきます。この力を「分力ぶんりょく」といいます。)
  • (ロ) 刃先のあつさが(イ)と(ハ)の中間ちゅうかんなので,切れる程度もちゅうぐらいになります。
  • (ハ) 刃先はさきがとがっているほど,ものをおしける(る)ちからおおきくなるので,もっともよく切れるようになります。 それでは,刃先がとがっているほど物を切る力が大きくなるのはどうしてでしょうか。それは包丁ほうちょう下向したむきにおした力の分力ぶんりょくは刃先がとがっている(刃先がうすくなっている)ぶんだけ大きくなり,1つの物体を2つにおし分ける(切る)力が大きくなるからです。
豆辞典豆事典まめじてん【力の分力ぶんりょく合力ごうりょくとは】
たとえば,ものかご(荷物にもつ)を2人でげると1人でげるよりもらくになるのは,みぎのように,1人の力を2つに分けるからです。このとき,分けたそれぞれの力を「ちから分力ぶんりょく」といいます。 また,分けた力(分力)を元の1つの力にもどすことを「力の合成ごうせい」といい,合成された力を「合力ごうりょく」といいます。
力の分力と合力 図中の矢じるし (→)の長さは,力の大きさを表しています。

矢印 手伝てつだいで大人おとなたすけられるかな(6学年)

Q18

お手伝てつだいで大人おとなたすけられるかな(6学年)


ものかごを大人おとな1人でつときとどもが手伝てつだって2人で持つときでは,どちらがらくでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

(イ) げるのに必要ひつようちから2人ふたりうのだから,1人よりかなららくになる。
(ロ) もう一方いっぽうは子どもで力がよわいので,大人1人で持つときとわらない。
(ハ) 子どもが引っぱる高さが水平(ぶらがるちょっと前)だとかえっておもくなり,楽にならない。

答えを見る

正解

(ハ)


理由

  • (イ) 2人だからといって,いつもらくができるとはかぎりません。みぎ(イ)のように手伝てつだうのが子どもでっぱるきが水平すいへいだともう一方いっぽうの大人が1人でげるときより大きな力が必要ひつようになります。

    →図中の→(矢じるし)の長さは,力の大きさを表しています。
    (イ)の解説
  • (ロ) 子どもでも荷物にもつを引っぱるところが右の図(ロ)のように自分の手の高さよりひくければち上げるちからになり,そのぶん,大人は一人で持ち上げるときよりらくになります。
    (ハ) ものかご(荷物にもつ)を引っぱる子どもの手が水平になるまえまでなら,大人は1人で持ち上げるときより引っぱり上げる力が少なくてすむので楽になります。
    (ロ),(ハ)の解説
矢印 包丁ほうちょうがよくれるのはどうして(6学年)

Q19

車輪しゃりん使つかってものはこぶとらくなのはどうして(6学年)


おな重量じゅうりょうで大きさのちがう車輪ではどちらがらく荷物にもつはこぶことができるでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

(イ) 車輪が小さいほど楽に荷物を運ぶことができる。
(ロ) 車輪が大きいほど楽に荷物を運ぶことができる。
(ハ) 小さい車輪も大きい車輪も荷物を運ぶ楽さは同じになる。


答えを見る

正解

(ロ)


理由

  • (イ) 重さの同じ車輪しゃりんでは,車輪しゃりんの大きさが小さいほど地面じめんとの摩擦まさつが大きくなるので,らくはこぶことができません。
  • (ロ) 重さの同じ車輪では,車輪の大きさが大きいほど地面との摩擦が小さくなるので,楽に運ぶことができます。
  • (ハ) 重さの同じ車輪では大きさによって,地面との摩擦がことなるので,運ぶときの楽さはことなります。
☆やってみよう

同じおもさで,大きさのことなる車輪のおもちゃをつくって,斜面しゃめんころがしてみよう。どちらが遠くまで転がっていくでしょうか。

車輪のおもちゃ
参考:家庭かていでできる科学かがく実験じっけんシリーズ(日本ガイシ株式会社)
豆辞典豆事典まめじてん1【車輪しゃりん摩擦まさつ
静止せいししている物体ぶったいうごきだすときに地面じめんからはたらく力を摩擦力まさつりょくといいます。とくに,静止しているときから動きだすときの摩擦力を「静止せいし摩擦力まさつりょく」,動きだしてからの摩擦力を「どう摩擦力まさつりょく」といい,動摩擦力は静止摩擦力にくらべて小さく,また,車輪のように回転かいてんするときの動摩擦力はさらに小さくなります。とくに,回転かいてんするときには同じ重量じゅうりょうの車輪で大きさが2ばいになると摩擦の大きさが半分はんぶんになることがわかっています。
豆辞典豆事典まめじてん2【車輪しゃりんおおきいと重量じゅうりょうえるけど……。摩擦まさつはどうなるの。】
車輪の歴史は古く,発明は今から3,500年前といわれています。この発明によって,車輪が大きいと,小さい車輪にくらべて同じ1回転かいてんなが距離きょりはこぶことができるので,物を運ぶ「仕事しごと」(エネルギー)でもとくをすることができるようになりました。しかし,車輪が大きくなると,摩擦力は飛躍的ひやくてきに少なくなるのですが,重量が大きくなった分だけぎゃくに摩擦が大きくなるので,それを少なくするために自転車じてんしゃの車輪のようにスポークを使つかって車輪を中空ちゅうくうにしたり,車輪(タイヤ)に空気くうきを入れたりして重量全体をかるくする工夫くふうがなされてきました。
力の分力と合力



理科クイズ トップページへ
このページの先頭へ