エリアA 9月1日、エリアAの三重大学にて観察実験講座⑩を行いました。
講義テーマは「シミュレーションで見て学ぶ物理」で、講師は三重大学教育学部の國仲寛人先生です。
今日の課題は「静電気と電気回路」でした。まず初めに、静電気と電気回路について知っていることをワークシートに書き出しました。
みんな黙々と自分の知っていることを書いていました。
次に本題であるシミュレーションについてのお話を聞きました。
学校では実験器具がなくてできない実験があったり、小惑星から石を取ってくるなど簡単には行うことができない実験もコンピュータシミュレーションを利用すれば装置を使わなくても実験ができます。
コンピュータシミュレーションは、パソコンとプログラミング言語を使いこなすことができれば誰でも利用することができます。
子どもたちはすでにプログラミング言語を知っていて使用したこともある子が多く、早くシミュレーションをしたいという気持ちが伺えました。
今回はPhETを利用しました。
まず初めに静電気と風船をシミュレーションで見ていきました。
物質を細かく分けると原子になり、その原子の中には正の電気を持つ陽子と負の電気を持つ電子があります。
負の電気は動きやすく、こすりあわせて負の電気が出て言った場合、正に帯電して、負の電気を近づけると引き付け合う力が発生します。逆に負の電気が入ると、負の電気を近づけることで退け合う力が生まれます。
このことを先に講義で教わり、風船をセーターに近づける場合と壁に風船を近づける場合ひきあうのかしりぞけあうのかについて予想しました。
結果は、風船をセーターに近づけると風船に負が移りひきあい、中性の壁に風船を近づけると壁の負がしりぞけられるが正の電気は動きにくく残っているため風船の負とくっつきました。
次に、静電気の仕組みについてシミュレーションしました。
カーペットに足をこすることで体内に負の電気が入り、その状態でドアノブに触ると負の電気がドアノブに流れていきパチッとなるということが分かりました。
次は電界ホッケーをしました。プラスとマイナスをおくことで、ゴールをさせるゲームのようなものです。
難易度を高くすると障害物が現れて難しくなるため、皆クリアしようとペアの子と話し合いながら何度も挑戦していました。
一見遊びのように見えますが、実は物理の研究で非常に重要な実験だそうです。
次は直流回路キットをしました。複雑な回路を試したい時や、実験前の安全チェックのためにPhETが役立つため、ぜひ有効利用してほしいです。
最後に家でのPhETの利用方法について教わりました。パソコンがあれば誰でも簡単に利用できることが分かったため、ぜひ家でも利用してほしいです。
