自転車にはたらく「力」の秘密 |
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第0章 自転車にはたらく「力」ってなんだ? |
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第1章 自転車をはかる |
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第2章 自転車に乗る |
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第3章 自転車の構造Ⅰ |
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第4章 自転車の構造Ⅱ |
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第5章 自転車の運動とエネルギー |
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第6章 エネルギーの不思議 |
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大人のみなさんへ 各章のポイント |
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さくいん |
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読書案内 |
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動いているときにはたおれない |
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地球がものをひっぱる |
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速く、楽に進む |
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力と運動 |
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力のもとはエネルギー |
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自転車の大きさをはかる |
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これがぼくの自転車だ/大きさ(長さ)をはかる道具/直線の部分をはかる/曲線の部分をはかる/タイヤに書かれたなぞの数字/家族の自転車をくらべてみる/ノギスを使って、もっとくわしくはかる |
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●車輪ひとまわりぶんの長さ(円周と円周率) |
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●タイヤの「呼び寸法」と、標準的な空気圧 |
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自転車の重さをはかる |
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重さをはかる方法/前とうしろの重さをくらべてみる |
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重さと重力 |
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ガリレオ・ガリレイの実験/なぜ木からリンゴが落ちるのか?-万有引力の法則/ものの重さと力をくらべる/力のベクトル:力の大きさと向きの関係 |
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●質量の単位と力の単位 |
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自転車と重心 |
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重心ってなんだ?/自転車の重心をさがす/重心の場所を知ると… |
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●重心の調べかた |
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●単位の話 |
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ニュートンの運動の三法則 |
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「慣性の法則」(第1法則)/「運動の法則」(第2法則)/「作用・反作用の法則」(第3法則) |
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自転車を動かす |
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自転車を押して歩く/自転車にまたがる/ちょっと走ってみよう |
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バランスをとる |
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たおれないのは、なぜ?/自転車でバランスをとる(1)/自転車でバランスをとる(2)/ダイナミックにバランスをとる/速さと安定 |
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●赤ちゃんの成長とバランス |
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●どっちがむずかしい? |
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●かたむく前輪 |
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地面をけって進む |
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作用・反作用/身近にある作用・反作用 |
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ペダルをふんで進む |
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進むのは、まさつの力/まっすぐに走ってるつもりでも… |
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ブレーキをかける |
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ブレーキのしくみ |
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●慣性と慣性力 |
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カーブをまがる |
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「遠心力」 |
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●自転車の合図をおぼえる |
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●パスカルと圧力 |
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かんたんにスピードがでる不思議 |
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車輪の発明/初期の自転車/歯車を組みあわせる/ギア比/フリー・ホイール/自転車の速度とペダルの回転数/道路の状態とペダルのこぎかた/移動するものの時速を比較する |
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●ひとこぎ、約5メートル |
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●ピストバイク |
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●ローラー・チェーン |
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坂道をらくらくのぼる不思議 |
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変速機/ギア比とペダルの重さ/「仕事の原理」/ギア比のちがいと仕事の原理 |
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軽い自転車が人をささえる不思議 |
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車体のフレーム(骨組み)/ダイヤモンドフレーム/車輪(ホイール)/軽くて風の影響も受けにくい/車軸をささえる/スポークにくわわる張力 |
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小さい力で自転車を動かせる不思議 |
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てこの原理/クランク:ペダルの力を伝える/ハンドル:進む方向を変える/ブレーキ:スピードを落とす |
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●身近にある、てこを利用した道具 |
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●力のモーメント |
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自転車が安定して走る不思議 |
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速さと向きをたもとうとする性質/かたむいたまま、カーブしながら進む/前輪のかたむきと、ハンドル/遠心力のはたらきと自転車/遠心力は「見かけの力」/ずれた進行方法をもとにもどす |
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●バランスと遠心力 |
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疲れずに乗り続けられる不思議 |
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走りながら休む/ボールベアリングで、回転運動をスムーズに/衝撃をやわらげる、タイヤとチューブ/タイヤの空気圧/自転車のかたちと快適な乗り心地/快適な乗り心地を提供するサドル |
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●バルブ-逆流防止のしくみ |
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自転車のスピードをあげる |
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自転車が同じスピードで走る/速さをふやす/立ちこぎとけんけんのり |
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●速さがふえること-ニュートンの考え |
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仕事と運動エネルギー |
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「仕事」をすると運動エネルギーになる/仕事と運動エネルギーの単位 |
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●力をつくりだして仕事をするエネルギー |
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●運動エネルギーの大きさを調べてみた |
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ブレーキとまさつ、熱 |
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まさつの力を利用する/ブレーキによる速さの変化/急ブレーキに注意!/カロリーからジュールへ-熱エネルギーの単位 |
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●まさつの熱で火をつける |
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●熱もエネルギー |
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●ジュールの実験 |
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坂道を自転車でくだる |
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重力と抗力/高さと位置エネルギー/位置エネルギーと運動エネルギー/熱エネルギーへの変化/「エネルギー保存の法則」 |
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●あそびながら位置エネルギーを感じてみよう |
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●位置エネルギーをじょうずに使う |
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坂道を自転車でのぼる |
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丘の上まで自転車でのぼる/速くのぼる? ゆっくりのぼる?/重い自転車と軽い自転車 |
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●仕事率 |
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自転車にはたらく抵抗 |
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自転車がだんだんおそくなる/走り続けるときの力/1 伝動損失(まさつ抵抗)/2 タイヤのころがり抵抗/3 空気の抵抗/3つの抵抗の大きさをくらべる/大きさ・重さと3つの抵抗 |
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●はずむボールとタイヤの共通点 |
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自転車は小さな発電所 |
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ローラー発電機/ハブ発電機/発電の原理:「電磁誘導」で発電する |
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●方位磁針で磁界を見る |
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●大きな発電機の構造 |
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電動アシスト自転車 |
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モーターが人の力を助ける/モーターがまわるしくみ |
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発電機がブレーキに! |
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回生ブレーキ |
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●さまざまな乗りもので使われる |
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動きだしてからとまるまで |
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乗りものを走らせるエネルギー |
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エネルギーのもと |
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●電気をつくる |
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エネルギーの不思議 |
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エネルギーの変身/エネルギーの総量/どれだけエネルギーを使う? |
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