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例会速報 2019/09/15 三浦学苑高等学校
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授業研究：コンデンサー 小沢さんの発表
コンデンサーの授業では、導入に迷う。小沢さんは、かつては、アルミ板2枚の間にOHPシートをはさんだものに、高電圧電源(約5000V)で充電し、放電叉（例会ではハサミで代用）で火花が飛ぶところを見せて、確かにこれだけの構造で。電気を蓄えることができていることを示した。
また、レンズ付きフィルムの中身を取り出し、ストロボの発光にはコンデンサーを使っていることを説明し、電気のたまったコンデンサーをショートさせると、大きな音をたてて火花が飛ぶ様子を見せて驚かせていた。いずれも危険な実験なのでおすすめしない。
上のような導入は、確かに生徒は注目してくれるが、驚かせているだけで、学びが無いと小沢さんは感じていた。そこで最近は、手作りコンデンサーの演示、および生徒による製作を、この単元の導入にしている。
ホワイトボードに、ラップ、アルミ箔、ラップ、アルミ箔の順番で重ねて、電池とLEDをつなぐと、LEDが一瞬光る。絶縁されているのに、なんで一瞬電流が流れるのか、考えさせる。
次に、生徒に机の上で同様なものを作らせ、ロール状に巻かせる。うまく作れたかどうか、マルチメーターで電気容量を測って確認させる。そして、電池やLEDを使って充電や放電の様子を調べさせて、電荷の移動をイメージさせる。
さらに、１Fコンデンサーと豆電球をつないだものでも行なって、コンデンサーを含む回路について学習する。
市販の１μFのフィルムコンデンサーを「解剖」すれば、「手作りコンデンサー」と同様な構造になっていることがわかり、理解が深まる。例会でもやってみたところ、こんなに長く取り出すことができた。
等加速度直線運動の実験道具 平田さんの発表
黒板表面に5メートルのスチール製コンベックスメジャーで斜面を作り、その斜面上を転がるビー玉の運動を観察する。等加速度直線運動の黒板実験である。メジャーケース及びVTRテープケースの片側側面にテープ磁石を貼り、黒板に貼り付けて斜面を作る。斜面長は250㎝とし、（実際にはプラス20㎝ほど長く引き出す）底に磁石を貼り付けたプラスティックコップを、斜面の支えとして50cm毎に斜面下部に貼り付ける。VTRテープケースの開放面からメジャーの先端部を差し入れ、テープケースの閉鎖面の角に切り込みを入れメジャー先端部の突起を引っかけて固定する。このケースで転がってくるビー玉を受け止める。
最上端からビー玉を転がし、プラスティックコップの位置をビー玉が通過するたびに拍手をしてもらい、拍手の間隔がだんだん短くなることを確認する。次にプラスティックコップの間隔を上方から10cm、30cm、50cm、70cm、90cmの位置にそれぞれを変えて再び同じ実験を行い、拍手の間隔が同じになることを確認する。拍手の間隔が同じになることから、同じ時間内での進行距離が20cmずつ長くなっていることがわかる。つまり斜面を転がるビー玉は等加速度直線運動をしているわけだ。
リード笛・その２ 天野さんの発表
８月例会で天野さんが発表したリード笛の作り方の続編である。前回は、受け口の部分に発砲スチロール管を利用したが、ダイソーのつながるマット(Puzzle
Mat)に変えたところ好成績だった。左は完成形、右は材料（ストロー、風船、受け口）と治具（ペットボトルの口金）である。
マットの加工には栄養補給ドリンクのネジ蓋をサークルカッターとして使う。蓋を逆さにとりつけ、アルミ缶本体を握りにしている。マットにぐりぐり回しながら押し付けるとちょうどいい大きさの円柱形が切り出せる。これが今回発表の画期的アイデアだ。これなら円柱形は短時間に量産できる。穴は彫刻刀であける。平刀で直線部分を、丸刀で曲線部分をカットする。
これを治具を使って風船の口の部分に押し込むと写真左のようになる。この穴に、ストローのリード笛のとがった先端を差し込めば出来上がり。ストローを若干抜き差ししてよく鳴る位置に調節する。動画（movファイル2.3MB）はここ。
ハチのウェーブ：Shimmering 市原さんの発表
教育実習生が出してきた指導案で、生徒に一直線に手をつないでもらいウェーブをする、というものがあった。市原さんが関連で色々調べていくと、野球場やサッカー場でのウェーブのような現象を、蜂も起こすことを知った。シマリングと呼ばれる現象で、アジア圏の蜂に特有の行動らしい。これも波動、というよりは、セルオートマンのような行動ではあるが、自然現象の一例として、持ちネタとして知っておいても面白いと思う。
例会で紹介されたサイト→https://twitter.com/epinesis/status/1171257847071428608
出典はBBC Earthらしい→https://www.youtube.com/watch?v=dU2rLhpaMAY&feature=youtu.be&platform=hootsuite
スーパーマンのマントは必要か？ 市原さんの発表
スーパーマンのマントは邪魔ではないか、という疑問を検証してみた人がいたらしい。すると、マントがあった方が空気抵抗が減る、という結果が得られたとのこと。
情報源はこちら→https://t.co/DEXj4pY3Gg?amp=1
マントが無いと、首・肩・腰の間にある段差で流れが剥離し抵抗になっているようで、マントをつけるといわゆる「流線型」になり、圧力抵抗が大きく減少するらしい。会場からは、マントに整流効果があることとは別に、揚力や推進力はどうなってるんだ、というツッコミの声があがった。
小学生には難しすぎる？最適化問題 市原さんの発表
小学３年生の算数の問題で、「36cm×48cmの長方形の紙から5cm×5cmの正方形は何枚とることができるか？」という問いに、数学徒たちがツッコミを入れているのを見かけた。余りがある問題を出したいとしても、他の出題方法を選択した方がよい。
ネタ元のツイッターはこちら→https://twitter.com/kunne_isepo/status/1157120005911171074
正方形をつめていく問題は、それだけで数学の題材になる。右の画面はErich's PlaceというサイトのSquares in Squaresという記事から：https://www2.stetson.edu/~efriedma/squinsqu/
Google Colaboratory の紹介 市原さんの発表
市原さんが教育実習生から教えてもらったというサイト。Googleのアカウントさえあれば、pythonの開発環境がブラウザ上で動く。コンパイラ等がいらないので、トライ&エラーの繰り返しが容易である。シミュレーションなどを簡単に作れるので、活用も色々ありそうである。入口は以下のURL。
https://colab.research.google.com/notebooks/welcome.ipynb?hl=ja
画面上のメニューバーから、「ファイル」→「Python3の新しいノートブック」で新規ファイルを作り、その上で作業する。
「ただ、物理教員としては、実物が見せられるのなら実物にこだわりたい。」とは、発表者の市原さん自身の弁。
ザ・キャッチャー・ワズ・ア・スパイ 車田さんの映画紹介
原題：The Catcher Was a Spy という映画の紹介。2018年7月8日に日本公開されているらしい。DVDはamazonで\1838（英語字幕）。
第二次世界大戦を舞台にした実話。シカゴ・ホワイトソックスなど15年間にわたって数々のチームで活躍した大リーガー「モー・バーグ」が主人公。彼は実はCIAの前身であるアメリカ政府の戦略諜報局（OSS）のスパイであり、昭和16年の東京オリンピック開催前の親善試合のため、大リーガーとして来日し、日本の軍備の写真を撮るなどのスパイ活動がえがかれている。
帰国後、第二次世界大戦がはじまり、彼は今度はドイツに潜入する。最大のミッションは、ドイツの物理学者ヴェルナー・ハイゼンベルクに近づいて潜入捜査をすることだ。ナチスの原爆開発が成功しているか否かでハイゼンベルグ暗殺を命じられるが…
ポール・ラッド主演、真田広之が日本側の代表で歴史学者のカワバタ役で出演。
はやぶさ２の近況 山本の発表
小惑星リュウグウでの目的をほぼ果たした「はやぶさ２」は、リュウグウを出発する12月までの間、待機時間を利用したオプション運用を行っている。その一つが、ターゲットマーカー（ＴＭ）分離運用である。例会後間もなく、リュウグウ表面から1kmの高さで、余っていた3個のＴＭのうち2個を放出した。
ＴＭは本来はピンポイントタッチダウンのための目印だが、今回は余りのＴＭを人工衛星として放出して、その挙動から、リュウグウ近傍の重力分布を推定しようという試みである。
1km地点で一度リュウグウとの相対速度を０にしてホバリングした後、赤道方向に水平に移動しながら１個目のＴＭを、次いで経線方向に初速度を与えて２個目のＴＭを分離した。
二つのＴＭは、一つは赤道周回軌道、もう一つは極軌道に入り、一時的にリュウグウの人工衛星となり、楕円軌道を描きながら、１週間ほどの間にゆっくりと軌道を下げて、最後は表面に落下するとみられている。これを、はやぶさ２から光学観測して、詳しい軌道を割り出す。
これらは、10/3に予定されている小型ローバー「ミネルバⅡ-２」分離運用のリハーサルも兼ねている。東北大など大学コンソーシアムが共同開発したミネルバⅡ-２は、当初より不具合があって所期の目的には使用できないことがわかっている。これをリュウグウの人工衛星として投下して、最後の花道とする予定だ。詳しい情報は以下のリンク先へ。
はやぶさ２ツイッター：https://twitter.com/haya2_jaxa
JAXA記者説明会資料：2019/09/24版、大学コンソーシアム・「MINERVA-II2 ローバ２ 分離運用について」
二次会衣笠駅前「大庄水産」にて
11人が参加してカンパーイ。久し振りに三浦半島の先端での例会開催となった。会場が遠目だったせいか、例会参加者は17名と少なかったが、そのうち半数以上がこの二次会に参加している。
先日、千葉県に「上陸」して大被害をもたらした台風15号は、その直前、三浦半島のまさにこのへんを「通過」しているが、会場校周辺では幸い大きな被害はなかったようだ。YPCの会員は千葉県にも多い。今例会時点でまだ停電が復旧していない地域も多いと聞く。心よりお見舞い申し上げる。
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