5. ちゅうい
注 意
5
まん いち つ ばあい
②万が一着いた場合は、ウエットティッ
シュ
ぬ ふ と
か濡れタオルで拭き取る。
だま せっちゃくざい かた ぷん
③ビー玉の接着剤が固まるまで３０分くら
いかかる。その間、さわらない。
て ふくそう せっちゃくざい き
①手や服装に接着剤がつかないよう気を
つける。
7. かみ
④紙リングを
つくえ うえ お
机の上に置く
7
だま つく
工作：ビー玉コマを作る（その２）
かみ
⑤紙リングを
ひら
開く
ひら
開きにくいときは
たけ もち
竹ひごを用いる
おやゆび ひと ゆび
親指と人さし指で
かみ しぼ
紙リングを絞る
かみ
⑥紙リングに
たま こ
ビー玉３個を
い
入れる
9. 9
のこ こ
⑨残りの１個を
ちゅうおう の ひとさしゆび
中央に乗せ、人差指
うえ お
で上から押さえる
お つづ
しばらくじっと押さえ続けたあと、
しず つくえ はし お
静かに机の端に置いておく
でき あ
➉出来上がり
だま つく
工作：ビー玉コマを作る（その４）
12. 球
：重心
：中心
上部を切りとった球
ちゅうしん じゅうしん いち えんちょくだんめん
(２)中心と重心の位置（鉛直断面）
（サッカーボール） （逆立ちコマ）
12
じゅうしん ぶったい ぜんたい おも しゅうちゅう てん
重心：物体全体の重さが集中している点
ちゅうしん ぶったい ぜんたい まんなか てん
中心：物体全体の真ん中の点
（例）
16. じっけん き さかだ まわ
実験：木の逆立ちコマを回す
16
まわ さかだ
コマを回し、どのように逆立ちして
い うご かんさつ
行くか、動きをよく観察する。
21. ① ② ③ ④ ⑤
勢いよく回すと、接地点で「まさつ力」が働いて芯は① →
② →・・④ と傾いて行き、
逆立ちするまでのコマの動き
：中心
：重心
かいてんじく たお まわ はじ かいてん つづ
回転軸は倒れるまで、回し始めの回転を続ける。
21
いきお せっちてん しん
かたむ
さかだ うご
まわ
重心が最も高い逆立ち状態⑤になる。
22. えんばん もけい じっけん かんさつ
＜円盤模型実験（観察）＞
じゅうしん いち かくにん
重心の位置確認（その１）
せいりつ
コマが正立しているとき
じゅうしん
の重心は中心の真下
22
28. ゅうしん
中心
じっけん だま まわ
実験：ビー玉コマを回す じゅうしん
重心
まさつ力
コマが正立しているとき、
重心は中心の真下にある。
接地点 まさつ力の方向は、手前
から奥へ向かっている。
回転軸
28
せいりつ
じゅうしん ちゅうしん ました
回転軸（左回り）
かいてんじく
ひだりまわ
かいてんじく
32. さかだ おお ちが
逆立ちコマがふつうのコマと大きく違うのは、
さかだ お
これが逆立ちを起こすポイントなんだ。 32
さかだ りゆう わ
ふつうのコマは逆立ちしない理由が分かった
！
さかだ
逆立ちコマは、
じゅうしん ちゅうしん はな
① 重心が中心から離れていて、
そこ まる
② 底が丸く、
せっちてん りょく かいてんじく はたら
③ 接地点のまさつ力は回転軸に働く。
しん かたむ まわ つづ じゅうしん
すると、芯は傾きながら回り続け、重心が
あ さかだち
上がって行く。そして逆立ちに至る。
33. きょう さかだ じっけん かん
（２）今日の逆立ち実験に関して
き さかだ だま さかだ
・木の逆立ちコマとビー玉の逆立ちコマの
みじか さかだ
（３）身近なもので逆立ちするものある？
さかだ
・それはどのように逆立ちする？
ようす かんさつ なに ちが
様子を観察していて、何か違いはあった？
かんが つづ
４．考えてみよう（続き）
33
37. みなさんへのお願い
と たの
「なぜ？」が解けると楽しい
ふしぎ げんしょう かんさつ
身の回りの「不思議」な現象を観察し、
りゆう かんが
それが起こる理由をいろいろ考えてみてください
かがく こころ
科学する心
しぜん こうきしん ふしぎ いど たんきゅうしん
自然への好奇心、不思議に挑む探求心、
かがく こころ だいじ も つづ
その科学する心を大事に持ち続けてください
Notes de l'éditeur みなさん。こんにちは。
この授業のテーマは、「逆立ちコマをつくろう！」です。まず、先生方の紹介をさせて頂きます。
今日の先生は、私、山田喜代信と猪股先生です。（猪股先生：自己紹介）
さて、みなさん、コマ遊びはとても面白い遊びですね。今日の授業では、回っているうちに逆立ちするコマを作り、逆立ちする様子を観察して、どうしてそのような不思議なことが起きるのか、考えます。
今日の授業内容です。まず初めに、今日の理科教室で実験するビー玉コマを作っておきます。ビー玉が接着剤でくっつき合うのに時間がかかるからです。
次に、実験・観察に入ります。この赤い字のコマ、順に、コースターコマ、リングコマ、木の逆立ちコマ、そしてﾋﾞｰ玉コマを実際に回して、その様子をよく観察します。
コマを回す実験・観察をしたあと、「考えてみよう」では、逆立ちはどのようなときに起きるのか、ほかにもあるか、などについて考えます。質問の時間も設けてあり、最後に、まとめをします。
今日の授業内容です。まず初めに、今日の理科教室で実験するビー玉コマを作っておきます。ビー玉が接着剤でくっつき合うのに時間がかかるからです。
次に、実験・観察に入ります。この赤い字のコマ、順に、コースターコマ、リングコマ、木の逆立ちコマ、そしてﾋﾞｰ玉コマを実際に回して、その様子をよく観察します。
コマを回す実験・観察をしたあと、「考えてみよう」では、逆立ちはどのようなときに起きるのか、ほかにもあるか、などについて考えます。質問の時間も設けてあり、最後に、まとめをします。
教材を紙トレーの上に取り出し、確認しましょう。コースターからアルミ箔まで全部で１１種類あります。まず、コースターコマを作るためのコースターと竹ひご、２本の接着剤はミニカップにねり出してありますが、これを混ぜ合わせるためのマドラー、ビー玉４個とミニカップ、リング、木の逆立ちコマ、紙トレー、アルミ箔の１１種類です。
アルミ箔はビー玉コマを作るとき、接着剤が机につかないよう、ビー玉コマの下敷きとして使います。
また、紙トレーは、コマを回すとき、コマが机の上から飛んで行かないように、この上で回すためのものです。
教材は１１種類ですが、そのほかに授業が終わるとき、教材一式を持ち帰るための収納袋があります。
全部ありますか？確認してください。 注意すること
①手や服装に接着剤がつかないよう気をつけてください。
②万が一着いた場合は、ウエットティッシュか濡れタオルで拭き取ること。ウエットティッシュは各グループに用意してあります。
③接着剤がしっかり固まるまで30分くらいかかります。その間、さわらないでね。
さぁ、工作を始めます。分からないことがあったら、何でも私たちに聞いてください。
では、始めます。
①ミニカップとマドラーを出して、机の上に置きます。
②次に、２本の接着剤を取り出し、ミニカップの上にねり出しますが、もう既にねり出されていますね？
③ねり出されている接着剤をマドラーでよく混ぜ合わせます。
④次に、紙リングを机の上に置きます。
⑤その紙リングを開きます。開きにくいときは、竹ひごの先を使って開いてください。
⑥開いた紙リングにビー玉３個を入れ、親指と人差し指で紙リングを絞ります。
⑦接着剤をマドラーでよく混ぜ合わせてたくさん巻き込み、ビー玉３個の中央にたっぷりつけます。つけるときは、机をよごさないように、アルミ箔を下に敷きましょう。
⑧接着剤は中央にたっぷりつけます。「たっぷりつけること」が大事です。たっぷりつけないと、ビー玉がはがれてしまいます。 ⑨残りの１個のﾋﾞｰ玉を３個のビー玉の中央に乗せて上から指で押さえ、しばらくじっと押さえ続けます。押さえ続けている間、１から５０まで数えましょう！
➉数え終わったら、静かに机の端に置いておきましょう。接着剤が固まると、「ビー玉コマ」が出来上がります。 コースターと竹ひごを取り出します。
最初に、コースターの中心①に竹ひごをさして、回してみましょう。続いて、中心からはなれた穴②に竹ひごをさして、回してみましょう。
はじめ。
どちらのコマがうまく回りますか？
答えは、中心でバランスがとれている、①ですね。
コースターコマの中心と重心の位置は同じところにあります。コマの軸が重心を通っていないと、回したとき軸に働く遠心力が偏るため、安定して回転することができません。
この実験で、コマの軸が中心(=重心）にないと、うまく回らないことがわかりました。 コースターと竹ひごを取り出します。
最初に、コースターの中心①に竹ひごをさして、回してみましょう。続いて、中心からはなれた穴②に竹ひごをさして、回してみましょう。
はじめ。
どちらのコマがうまく回りますか？
答えは、中心でバランスがとれている、①ですね。
コースターコマの中心と重心の位置は同じところにあります。コマの軸が重心を通っていないと、回したとき軸に働く遠心力が偏るため、安定して回転することができません。
この実験で、コマの軸が中心(=重心）にないと、うまく回らないことがわかりました。 この図は物体を鉛直方向に切った断面図です。鉛直方向の断面図とは地面に対して縦に切った面のことです。
物体には「中心」と「重心」があり、「中心」は物体全体の真ん中のこと。
「重心」は物体全体の重さが集中している一点で、その見つけ方は重りを垂らして交わる交点です。
サッカーボールのような球の中心と重心は一致していますが、上部を切り取った球の中心と重心は離れています。
この「中心」と「重心」の位置が離れていることが、逆立ちするしくみを理解する上で大変重要です。
球を転がすと、同じ高さの中心・重心は地面に平行に動いて行きます。しかし、中心と重心が離れていると、重心は中心の回りを回るように動いて行きます。この重心の動きが大事です。
このリングコマの重心はどこにありますか？
正解は、重りがあるため、中心から重り側にずれている④です。
ちなみに、②は中心です。
ここで、「逆立ち」という言葉について、説明しておきます。
重心が中心の下にあるときは正立、重心が中心の上にくるときは逆立ち（または倒立）といいます。 いよいよ逆立ちコマの実験・観察です。
木の逆立ちコマを取り出して下さい。
まず動画を見ます。逆立ちして行く様子を、よーく観察して下さい。
コマが回り始めてから逆立ちして行くまでの様子を、よーく観察してください。
では、実験に入りましょう。コマを回します。
右回しでも、左回しでも構いません。ちなみに、地球の自転や公転は左回りであること、４年生の理科で学びましたね。
コマを回し、どのように逆立ちして行くか、動きをよく観察してください。
では、はじめ。 なぜ逆立ちするのかを考えます。逆立ちするためには、３つの条件が必要です。
コマが逆立ちするための条件(1/3)
① コマを正立させたとき、重心はコマの中心の下にあり、離れていること。
中心と重心が同じ位置にあると、逆立ちは起きません。
コマが逆立ちするための条件(2/3)
②コマの底は丸くて、接地点はコマの動きに合わせて自由に動けること。
ふつうのコマの接地点は先がとがった芯のため、逆立ちしません。
コマが逆立ちするための条件(3/3)
③コマが回る床面は、すべりやすいつるつるとしたものではなく、適度なまさつがあること。
つるつるした床では摩擦が働かないために逆立ちできず、回り続け、やがて回転エネルギーが失われて倒れます。 逆立ちするしくみを説明します。とても大事なところなので、私の説明をよく聞いてください。
コマを回す方向は、上から見て、左回りでも右回りでもかまいませんが、ここでは地球の自転と同じ方向の左回りに回したとします。
① 底のまさつ力は、回転軸を右に回そうと働きます。
② コマは回転軸を左に戻して元の直立を保とうとする。回転軸は、「まっすぐ立って回っていたい」という性質を持っているからです。
③ すると、コマは球の中心を左回りに回り、その結果、重心は上がって行くのです。 逆立ちするまでのコマの動き
コマの芯（しん）を持って勢いよく回すと、接地点で「まさつ力」が働いて芯は下図のように① → ② →・・④ と傾いて行き、重心が最も高い逆立ち状態の⑤に行き着きます。
回転軸は倒れるまで、回し始めの回転を続けます。
＜円盤模型実験（観察）＞
重心の位置確認（その１）
コマが正立しているときの重心の位置 ＜円盤模型実験（観察）＞
重心の位置確認（その２）
コマが右に傾いているときの重心の位置 ＜円盤模型実験（観察）＞
重心の位置確認（その３）
コマが左に傾いているときの重心の位置
＜円盤模型実験（観察）＞
回転軸と接地点の観察（その１）正立しているとき
回転軸：竹ひご
接地点：回転軸の真下 今日の実験・観察の最後は、ビー玉コマを回す実験です。
まず動画を見ましょう。 ビー玉コマの動きをよーく観察して下さい。
コマが正立しているとき、重心は中心の真下にある。
コマが回ると、回りながらまさつ力が働いている底面のビー玉が上がって行く。そして回りながら逆立ちの状態になる。
では、その実験に入りましょう。
もうビー玉コマはできているね。
ビー玉コマの中心と重心の位置を確認して、はじめ。 これまで逆立ちコマの動きを、動画と実験・観察をとおして確認して来ました。
ここで、ふつうのコマは逆立ちしないのに、逆立ちコマはなぜ逆立ちするのか、
ふつうのコマと比べてみて、「考えてみよう」。 この図は、逆立ちコマとふつうのコマを、各々上下のたて方向に切った鉛直断面図です。
両方を比べてみます。 コマの回り方を比べてみると、逆立ちコマは回りはじめると段々傾き始め、横倒しになり、そのあと回りながら逆立ちして行きます。
一方、ふつうのコマは立ったまま芯を中心に回り、首振り運動をします。
どちらも、回転エネルギーがなくなると、倒れます。
さぁ、逆立ちコマはなぜ逆立ちをするのか、この両方のコマの大きな違いから分かりましたか？ ふつうのコマは逆立ちしない理由がわかった！
逆立ちコマがふつうのコマと大きく違うのは、 逆立ちコマは、
① 重心が中心から離れていて、
② 底が丸く、
③ 接地点のまさつ力は回転軸に働く。すると、芯は傾きながら回り続け、重心が上がって行く。そして、逆立ちに至る。
これが逆立ちを起こすポイントなんだ。
「考えてみよう」の続きです。
（２）木の逆立ちコマとビー玉の逆立ちコマを観察して、何か違いは？
（注）時間があるときは、両動画を再生して見せる。「よく比較観察してね」と促す。
①木の逆立ちコマの「真横になるまで」と「真横になってから直立するまで」を比較すると、後者の方がずっと早い。これは、真横になったとき中心と重心の間隔が最も大きくなり、摩擦力によるトルクが最も大きくなって、コマを直立させる力が大きく働くため。
②一方、ビー玉の逆立ちコマの方は、回し始めるとすぐに直立する。これは、ビー玉コマは回し始める正立のとき、最も大きな摩擦力を受ける（最も大きなトルクが働く）ため。
（３）身近なもので逆立ちするもの
好例は、ゆでたまご。（注）厳密には、ゆでたまごは「逆立ち」ではなく、「立つ」。
どんぐりも好例だが、大きさが小粒で、芯をまっすぐ通す工作が難しい。
「身近なもので逆立ちするもの」には、ゆで卵があります。生卵は逆立ちしません。
ゆで卵の回し方は、以下のとおりです。
①両手を使うことがポイントです。
横に置いたゆで卵を「左手の小指」と「右手の人差し指と親指」ではさむ。
②その指の形で回す。右回しでも左回しでもＯＫ。
③回り始めると、すぐに立つ。
是非、家でためしてみて下さい。
５．ま と め
（１）わかったこと 逆立ちするしくみ＝重心が中心より下にあり、底が丸く、 床とのまさつが働くとき。
（２）「なぜ？」が解けると楽しい
身の回りの「不思議」な現象を観察し、それが起こる理由をいろいろ考えてみる。
（３）科学する心
自然への好奇心、不思議に挑む探求心、なぜ？なぜ？を求めつづける心、その科学する心を大事に持ち続けよう！
日本は科学技術立国です。これから、日本の科学技術において、どのような成果を挙げるかは、あなたたち優秀な子供たちにかかっています。頑張ってね。応援しています。これで授業は終わりますが、家に帰ってコマを回し、おさらいしてね。お疲れさまでした。 ５．ま と め
（１）わかったこと 逆立ちするしくみ＝重心が中心より下にあり、底が丸く、 床とのまさつが働くとき。
（２）「なぜ？」が解けると楽しい
身の回りの「不思議」な現象を観察し、それが起こる理由をいろいろ考えてみる。
（３）科学する心
自然への好奇心、不思議に挑む探求心、なぜ？なぜ？を求めつづける心、その科学する心を大事に持ち続けよう！
日本は科学技術立国です。これから、日本の科学技術において、どのような成果を挙げるかは、あなたたち優秀な子供たちにかかっています。頑張ってね。応援しています。これで授業は終わりますが、家に帰ってコマを回し、おさらいしてね。お疲れさまでした。 今日の授業内容です。まず初めに、今日の理科教室で実験するビー玉コマを作っておきます。ビー玉が接着剤でくっつき合うのに時間がかかるからです。
次に、実験・観察に入ります。この赤い字のコマ、順に、コースターコマ、リングコマ、木の逆立ちコマ、そしてﾋﾞｰ玉コマを実際に回して、その様子をよく観察します。
コマを回す実験・観察をしたあと、「考えてみよう」では、逆立ちはどのようなときに起きるのか、ほかにもあるか、などについて考えます。質問の時間も設けてあり、最後に、まとめをします。
最後に...
（１）あとかたづけ
（２）アンケート
（３）クラス写真撮影
今日の理科の授業、おつかれさまでした。
