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セルフ塾は閉めましたが、そのままの名前でブログを続けます。独学,独習。教わるより,学ぶを重視。 セルフラーニングの方法,英語,数学などの情報を発信するつもりです。

自転している地球上でジャンプしても,なぜ同じところに落ちる?
 中学生に次のような質問をすることがあります。

 地球は自転しているね。1日24時間で地球は1周する。
 地球の周囲は4万km,だから,40000÷24=約1667km

 1時間は3600秒だから,1667÷3600=約0.463km
 つまり,秒速463mにもなる。1秒間で400mの競技場を約1周する。
 すごい速さで動いているんだ。

 さて,いいか,ぼくがここでジャンプするよ。よいしょ。
 同じところに落ちてきたね。なぜ?
 地球は動いているから,ぼくがジャンプしている間に地球が動いて,ぼくは別のところに落ちてくるはずじゃないか?
 なぜ?

 本の上に人差し指を立てて,本が地球,この指がぼくとするだろう。ぼくがジャンプするよ(指を上にあげる)。その間に地球は動いているはずだから,このように動くだろう(本を動かす)。すると,ほろ,指は別のところに落ちてくるじゃない。本はとっくに向こうに行っている。

 だけど,なぜぼくがジャンプしても同じところに落ちてくるの?

 地球が自転をしていることは知識として子どもたちも持っています。しかし,なぜジャンプしても同じ所に落ちてくるのか,説明できないので,「おやっ!」という顔をしています。その表情がおもしろい。

 実は,これはコペルニクスに向けられた質問です。地動説を唱えたコペルニクスは,その質問に答えることができなかったそうです。空気がいっしょに動いているからなどと答えたとか。

 その質問に答えを出したのが,あのガリレオです。

 中学3年生だと,習いたての知識で「慣性のせいだよ」などと答えます。

 そうなんです。慣性です。答えは正しいのですが,本当に分かって答えたわけではないようです。
 「では,なぜ,慣性のために同じところに落ちてくるの?」と問いかけると答えることはできません。

 ぼくは,車を例に出します。
 車の中でね,ボールを上に投げる。するとどこに落ちる。 簡単そうな説明ですが,子どもたちは答えることができません。特に考えながらボールを車の中で投げたことがないからです。

 では,次に車に乗ったときに,何でもいいから上に投げてごらん。本当は,その実験を子ともたちがやってから次の話をすればいいのでしょうが,そんな時間はないので続けます。

 この本を車とする。この消しゴムがボール。車は走っているね。ボールもいっしょに走っている。ボールが上に投げられた。ボールはいっしょに走りながら上に行くので,落ちてくるときにまた車のところに落ちてくるんだよ。
 走っているボールはそのまま走り続けようとする。これが慣性だね。

 これで子どもたちがどの程度理解できたかわかりません。ただ,ぼくは高校生のときに古典物理学入門の本を読み,この部分がとてもおもしろかった記憶があります。それが少しでも生徒に伝えたいと思って話すのですが。

 似た例については明日書きます。  
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