実験・探究・フィールドワーク


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実験・探究・フィールドワーク

毎月一回無料で行っています。(実験内容は毎年変わる可能性があります。)

1月…振り子の等時性(ガリレオの実験)

ガリレオは教会のシャンデリアが揺れているのをみてこの実験を思いつきました。振り子の重さを変えても勢いを変えても(振り子の)往復にかかる時間は変りません。変るのは振り子の長さを変えた時だけです。これを振り子の等時性と言います。では何故重さを変えても往復にかかる時間は変らないのでしょうか?ガリレオには重さの違う銃弾と砲弾を同時に落としたら同時に着地し、落下時間は変らなかったという有名なピサの斜塔の実験があります。これと振り子の等時性の間に何か関係があるのでしょうか(中・高生には仮説を立てて考えていただきます。)
重い物には多くの重力が軽い物には少しの重力が働きます。(重力質量)。なのに何故落下時間は同じなのでしょうか?
→ヒント:重い物は動かしにくく、軽い物は動かし易いという性質をもつのを慣性質量と言います。物質が本来持つ質量=慣性質量とその物体に働く天体重力場の量(重力質量)とはその本質が違っているけれどもその数値がたまたま一致するだけなのでしょうか? あまり疑われなかったこの疑問を日常の何でもない事実からヒントを得て、実は両者は同じものであることに気付いたのはアインシュタインでした。(等価原理 一般相対性理論)
(重力質量→重力と慣性質量→加速度とは区別することができないとするアインシュタインの原理)
アインシュタインはこのことに気付いた朝を生涯最高の朝とその感動を述べています。
そこで更に生徒の皆さんにはアインシュタインの等価原理とガリレオの等時性の関係はどうなのか を考えていただきます。

2月…磁石の実験

磁石の実験は、幼児組はくっつくものとつかないものを予想を立てさせて種々実験していただきます。 小学生には磁石の粒子の並び方を考えていただき、中高生には応用としてリニアモーターカーの原理を考えながら 実験していただきます。 実験は、とてもおもしろいので、皆さん目を輝かせて取り組んでいます。

3月…浮力の実験(アルキメデス)

王様から王冠に使われた金の量が宝石商によってごまかされてないか調査を依頼されたアルキメデスは入浴中に浮力の原理を発見し、喜びのあまり風呂場から裸のまま町に飛び出したエピー ドがあります。
御自分も入浴した時に実験してみて下さい。風呂の湯の中では体が浮くのがよくわかります。

4月…野鳥の観察

石神井公園や大宮公園では、野鳥が数多く飛来しますので、肉眼や双眼鏡等で観察しています。
渡り鳥の季節には、燕が飛来し野鳥が飛び立つ数も数えてとても楽しく学習できます。

5月…東大五月祭(本郷専門学部キャンパス)に参加…5月中旬の土・日曜日

東能研を巣立った東大生のお兄さんお姉さん達が温かく迎えてくれて実験等を一緒にやってくれます。
またロボットゲームや水ロケットの制作と飛翔、小型無人機ドローンの操縦を教わります。

6月…シャボン玉の実験

3角形や四角形の枠から三角形や四角形のシャボン玉ができますか?
シャボン玉はなぜ丸くなるのでしょうか?
仮説を立てて考えていただきます。
(答は前述物理学的疑問質問の項参照)

7月…蝉の幼虫と羽化の観察

夏の夕刻、セミの幼虫が、地中からはい出て脱皮し、やがて成虫になるまでの変化を(形・色・柔らかさ等)観察させて、スケッチをしていただきます。あなたは蝉が鳴く為には共鳴袋が必要なこと(雄の胸に二つあります)共鳴袋のない雌はなくことができないことを御存知ですか?

8月…夏の星座と流星観測…関東天文協会・神津牧場天文台での星空観望(希望者)

天の川やそれをまたぐ夏の大三角の観望、ペルセウス座流星群の観測等。

こと座の琴は誰のもの?妻を愛する優しい星のオリフェスの物語(お話星座教室をお楽しみ下さい。)

9月…光の屈折と反射の実験

水の中にあるものが浮き上がって見えるのは何故ですか?→浅いと思って不用意に川に飛び込んではいけません。
(物理学上の疑問質問の項参照)

10月…気圧の実験

牛乳瓶は茹で卵を飲み込めるか?頑張れ!の声援が飛びます。

密度の実験

石が水に沈むのは何故ですか?氷が水に浮くのは何故ですか?

11月…駒場祭への参加(東大駒場教養学部キャンパス)

東能研出身の東大生のお兄さんお姉さん達と共に物理・化学の各種実験を楽しみます。
また体験ではモックカーの制作と競争、プラネタリウムでの星空観望、ロボットゲームへの参加等で駒場祭での一日を楽しみ、かつ、学習へのモチベーションを上げていただきます。

12月…独楽(コマ)の実験

独楽には慣性の法則によって一定の方向を向いて回り続ける性質(慣性の法則。これについては前述)と首振り運動をする性質があります。(物理学的疑問質問の項参照)

古代エジプトのピラミッドに差し込んだ星の光(当時の北極星)と現在の北極星の光とは違います。また今後一万年程度経つと今の北極星はこと座のベガ(織り姫星)にその座を譲ります。

地球も独楽と同じ首振り運動をしているからです。
(北極星=こぐま座α星)