Eテレ「考えるカラス」考える練習 解答・解説まとめ

長さの違う２つのロウソクにビンをかぶせると？
１．長いロウソクが先に消える
２．短いロウソクが先に消える
３．同時に消える
理科 小学高学年～中学・高校 考えるカラス｜NHK for School – NHKオンライン

答えは、「１. 長いロウソクが先に消える」でした。
さて、どうしてでしょうか？
また、それはどんな実験をすればわかるでしょう？
みなさんの考えを送ってください。
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お盆の上に風船を置いて、手を離すとどうなる？
１．お盆が先に落ちる
２．いっしょに落ちる
３．お盆は落ち、風船は上がる
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答えは、「２．いっしょに落ちる」でした。
さて、どうしてでしょうか？
また、それはどんな実験をすればわかるでしょう？
みなさんの考えを送ってください。
理科 小学高学年～中学・高校 考えるカラス｜NHK for School – NHKオンライン

これは空気抵抗といいますか、お盆が少し下に移動した際に今までお盆がありました空間が真空になりますので、周りから空気が入ってきて、風船も同じように引き寄せられてお盆と一緒に落ちるのでしょうね
考えるカラス〜科学の考え方〜第２回 – かづのさんの日記帳

お盆の方が風船よりも大きいため、空気抵抗が風船にかからない。
その為、空気抵抗がかかるお盆の方が落下が遅くなる。
風船の方が早く落ちるが、落ちた先はお盆なので風船はお盆にくっついたまま落下する。
「お盆と風船」の考察 – kazafeのブログ

台車の上に風船をとり付け、透明の箱をかぶせる。
この台車を前に押すとどうなる？
１．押す方向と逆、後ろにたおれる
２．前にたおれる
３．そのまま、たおれない
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答えは、「２.前にたおれる」でした。
さて、どうしてでしょうか？
また、それはどんな実験をすればわかるでしょう？
みなさんの考えを送ってください。
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あの実験のポイントは「箱の中の空気はその場にとどまろうとする」点にあります。
台車を左方向に動かすと、箱の中の空気はその場にとどまろうとして、その結果台車の運動方向と反対の方向（箱の右側）に片寄ります。そのため箱の中に浮かんでいた風船は箱の右側に片寄った空気に押されて左側に動くという結果になったわけです。
NHK考えるカラスという番組での回答はでないのですか？風船の問題でなぜ前に風船が… – Yahoo!知恵袋

電車の中の人は、電車内の空気がほぼいっしょの速さで動いている＝相対的に止まっているので、風をあまり感じないのですね。
とはいえ、急発進すれば、電車内の空気が「後に傾く」ため、空気より軽いヘリウム風船は前に追いやられるしかないわけです。
諸国民の理科 ヘリウムの風船と慣性の法則(２)

天びんに水の入ったビーカーが置いてあり、おもりとつりあいが取れています。 このビーカーの中の水にそっと指を入れると、どうなるでしょうか？
１．つりあったまま
２．指を入れた方が下がる
３．指を入れた方が上がる
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答えは、「２.指を入れた方が下がる」でした。
さて、どうしてでしょうか？
また、それはどんな実験をすればわかるでしょう？
みなさんの考えを送ってください。
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指が押しのけた分と同じ体積の水の重さの浮力が指に働きその反作用を指は水に加える。したがって、指の押しのけた水の重さの分だけ重くなる。
考えるカラス♪～科学の考え方～ふぉー!!｜【斎藤工作所】 ～悠々としてゆっくりと～、

指が水中で静止している場合、浮力と同じ力でつりあっていると考えられる。
物体が受ける浮力は、その物体と同じ体積の（周囲の）流体に作用する重力に等しい。よって、指の体積分の水の重さだけ力がかかって天秤が傾く
考える練習「水と天秤」の考察 – kazafeのブログ

大小２つの風船を弁で仕切られたパイプでつなぎます。
この弁を開くと、風船はどうなるでしょうか？
１．大きい風船は更にふくらみ、小さい風船はしぼむ
２．大きい風船がしぼみ、２つの風船が同じ大きさになる
３．変わらない

答えは、「１.大きい風船は更にふくらみ、小さい風船はしぼむ」でした。
さて、どうしてでしょうか？
また、それはどんな実験をすればわかるでしょう？
みなさんの考えを送ってください。
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どうしてこういう結果になったのか順番に考えてみます。
風船をふくらませる時って、最初はたいへんだけど、少し大きくなってからは一気にふくらんでいくよね。
大きくふくらんだ風船は、ゴムが伸びている分だけ（薄くなっているよね）、中の空気を押す力が弱いんだ。
また、小さな風船のほうが、ゴムの面のカーブがきついために、効率よく、ちぢみながら空気を押し出すことができる。
それで、小さい風船のほうの空気が、大きな風船に押し出されてしまうんだ。
風船vs風船！力くらべしてみよう | 東北電力

糸巻きから糸が出ています。
この糸を手で←に引っ張るとどうなるでしょうか？
１．→手から離れるように転がる
２．←逆に回転して、引っ張った手に近づく
３．その場で空回りして動かない
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答えは、「２.←逆に回転して、引っ張った手に近づく」でした。
さて、どうしてでしょうか？
また、それはどんな実験をすればわかるでしょう？
みなさんの考えを送ってください。
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Ｂ（手と逆）の方向へ糸巻きをころがしたとき、糸の先はどっちの方向へ移動するか考えて
みる。糸巻きの机に接している輪の大きさより、いま糸が巻かれているところの輪
の大きさのほうが小さいから、糸巻きがＢの方向へ1回転したとき、糸のほどける長
さは、糸巻きが机の上をころがって移動する距離より小さい。だから糸の先は、この
二つの輪の円周の差だけ、Ｂの方向へ移動する。ということは、糸の先がＡ（手）の方向
へ進むためには、糸巻きはＡの方向に進まなければならないことになる。
http://www7.ocn.ne.jp/~kattyan/monndai18.html

この糸巻きの糸を引っ張るとき、力のかかる支点はどこかを考えます。
糸が巻かれている部分ではありません。
支点は糸巻きと机の接点『A』になります。
そしてAから垂直に線を引き、その線の反対側の端を『B』とします。
線AーBを１本の棒に例えて、その棒の下の方『C』に糸が付けられてる状態だと仮定します。
その状態で糸を引っ張ると棒は矢印の方向に倒れますね。
糸巻きは円の形をしているので、接点『A』は転がるたびに輪に沿って移動します。

ちなみに、もし糸を水平ではなく斜め上に引っ張ると、糸巻きは逆に転がります。
考えるカラス〜科学の考え方〜第６回「糸巻き」の答えと解説　画像アリ 蒼井優の考える練習

黄色の磁石を１枚、机に固定します。 その上に、もう１枚、同じ磁石を乗せ、さらに鉄の玉を２つ上に乗せます。 一番上にある鉄の玉だけを持ち上げた時、どうなるでしょうか？
１．一番上の鉄の玉だけ上がる
２．下にある鉄の玉もいっしょに、２つの玉が上がる
３．さらにその下にある磁石も一緒に、２つの玉と１つの磁石が持ち上がる
理科 小学高学年～中学・高校 考えるカラス｜NHK for School – NHKオンライン

答えは、「２.　下にある鉄の玉もいっしょに、２つの玉が上がる。」でした。
さて、どうしてでしょうか？
また、それはどんな実験をすればわかるでしょう？
みなさんの考えを送ってください。
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フェライト磁石により、鉄球が磁化されます。　磁化された鉄球のほうが強い磁力で引き合います。
このため、上の鉄球を引くと、フェライトと下の鉄球との間で離れます。
http://www2.hamajima.co.jp/ikiikiwakuwaku/record/r_2011_02_05/newpage3.htm

なぜそうなるのかと、本校の理科の先生とも話し合った結果、磁力線のほとんどがパチンコ玉の中を通り、玉同士の接触点の磁束密度が高まるために、こういう現象が起こるのではないかということになりました。
不思議なパチンコ玉

これは，材質の違いによる，磁力を保つ性質（保磁力）の差と，磁石になる性質（透磁率=磁界の影響を受けて一時的に磁力をもつ割合）の差による現象です。フェライト磁石の原料は，保磁力が強いフェライトです。鉄は，保磁力は弱いのですが，フェライトよりも何倍も透磁率が強いのです。磁石の磁界内にあるときに，鉄は磁化され，フェライト磁石よりも強い磁力を持つようになるのです。
科学実験データベース　詳細な内容

強力な磁石をおもりとした振り子があります。磁石がくっつかないアルミニウムの板を置き、板の上でこの振り子をふらすと、板がない時と比べてどうなるでしょうか？
１．振れるスピードが遅くなり、すぐに止まる
２．加速して、なかなか止まらない
３．変わらない
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答えは、「１.　振れるスピードが遅くなり、すぐに止まる」でした。
さて、どうしてでしょうか？
また、それはどんな実験をすればわかるでしょう？
みなさんの考えを送ってください。
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「妨げるはたらき」という考え方は大丈夫です。

ただし、A地点からの力で棒磁石の運動を妨げようとすると、それは斥力なのか引力なのかで渦電流の向きが変わってきます。

A地点から運動を妨げようとすると「突き放す力」ではなく「引き寄せる力」でなくてはなりません。

もう分かりましたか？ Bはその逆です。
図2のように、棒磁石のS極に糸をつけ、N極を下にして振れる振り子をつくる。この振… – Yahoo!知恵袋

振り子の先の磁石がアルミの板に近づくと、アルミの中で渦電流が発生し、振り子に対して反発する方向に力が働きます。

そして磁石がアルミの板を通過しようとすると（アルミから離れようとすると）、今度はアルミに逆回転の渦電流が発生し、振り子を引き付ける方向に力が働きます。

その渦電流による磁力によって、振り子はアルミ板の上で止まった、というわけですね。

ちなみに、この渦電流は電気を通す金属に発生するので、同じように磁石にくっつかない銅の板でも同じ結果が出るはずですね。
考えるカラス〜科学の考え方〜 答え 第８回「磁石の振り子」答えと解説 画像アリ

ボールにシールをはり、ボールを裏から見るとシールが大きく見えます。では、そのままシールを裏から見た状態で、ボールを水の入った丸いビンに入れると、シールの見え方はどう変化するでしょうか？
１．シールはさらに大きく見える
２．変わらない
３．小さく見える
＃９｜NHK for School

答えは「３．小さく見える」でした。ボールそのものは大きく見えるのに、シールは小さく見える。どうしてそうなるのでしょう。
＃９｜NHK for School

スーパーボールを水の中に沈めて水面から見ると、写真の右図のように、スーパーボールの大きさは変わらないのに、フィギアだけが縮む（小さくなる）ように見えます。
スパーボールを割ってみると、実際のフィギアは小さいものでした。
空中で（普通に）見たときの像は、丸い曲面が凸レンズのはたらきをして、拡大虚像が見えている（下の説明図参照）ことになります。それを水中につけると、水面が平らなためレンズにならないので、ほぼ実物のフィギアの大きさで像が見えるようです。（ビーカーに入れて横から見てはだめ）

スーパーボールと水の屈折率がほぼ同じことも影響しています。光学的な現象です。
見えること（光）に関する、ちょっと不思議な現象: 科教協静岡だより

球状のボールの中に入っているキノピオの本当の大きさは水の中に入れたときの大きさです。
ボールの球面が凸レンズの働きをして大きく見えます。
ボールのプラスチックと空気の「屈折率」の差が大きいためレンズの効果になるのです。
ところが水の中ではプラスチックと水の「屈折率」の差が小さいので凸レンズの効果がなくなり、もとの大きさに見えます。
水の中でのものの見え方 | 科学のQ&A【OKWave】

斜面の一番上にテープで玉がつけられた三角形の台があります。玉と台を合わせた装置の重さは２００グラムです。玉がテープからはがれ、台の斜面を滑り落ちている間、この装置の重さはどうなるでしょうか？
１．重くなる
２．２００グラムのまま
３．軽くなる
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答えは、「３.軽くなる」でした。
どうしてでしょうか？
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①斜面が水平方向と90度の角度をなしている、すなわち斜面が垂直である場合を考えてみます。
この場合テープを切ると球は自由落下運動（つまり球は台から離れる）ですから、装置は球の分だけ軽くなりなす。
②斜面の角度がだんだん緩くなり球がすべり落ちなくなると装置の重さは200gのままとなります。
①から②の間の球の重さは０から、普通の重さまで変化していると考えられますから、球がすべり落ちている間の装置は軽くなっています。
考えるカラスについて！ 斜面の一番上にテープで玉がつけられた三角形の台があり… – Yahoo!知恵袋

片方に栓のついた長い筒があり、水がいっぱいに入っています。この筒にぎりぎり入る大きさのビンを浮かせ、筒をひっくり返して逆さにすると、このビンはどうなるでしょうか？
１．水といっしょに落ちる
２．筒の中を上がる
３．そのまま動かない
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答えは、「２.筒の中を上がる」でした。
水は落ちるのに、どうしてでしょうか？
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水がこぼれると、ビンと筒の上端の間を満たすものがなくなって真空になっちゃうから、
下から押し上げる空気の力でビンが上に上がる、ということかな？
きゆきゆのブログ　「考えるカラス」の答え

ビンは筒の内径とほぼ同じ大きさのため、
蒼井優さんの説明の通り水は流れ落ちますが、
その流れ落ちる水にじゃまされて、空気がビンの上部に入って来れません。
結果、ビンの上部と水の間は真空状態のため、
筒の底から入って来る空気に押される形になり、
ビンは筒の中を上がって行ったという訳ですね。
考えるカラス〜科学の考え方〜 答え 第１１回「筒と水」答えと解説 画像アリ

台車の上にヘリウムの入った軽い風船（オレンジ色）と水の入った重い風船（青色）をとり付け、透明の箱をかぶせる。この台車を前に押すと、青い風船はどうなる？
１．前 ← に傾く
２．後ろ → に傾く
３．そのまま、かわらない
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答えは、「２.後ろ → に傾く」でした。
さて、どうしてでしょうか？
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以前の実験で、風船が前に倒れる理由のポイントになったのは慣性の法則でした。
慣性の法則とは「止まっているものはその場にとどまろうとする性質」のことです。
箱の中の空気は慣性の法則により、台車が動いてもその場にとどまろうとするため、
箱の壁に押されて前へ移動し、その移動した空気によってオレンジ色の風船は前に倒れました。

青い風船は空気より重いため、慣性の法則で移動した空気の力で前に押されることはなく、
逆に青い風船は慣性の法則によりその場にとどまろうとしたため、
台車と箱だけ先に進み、相対的にうしろに倒れたというわけですね。
考えるカラス〜科学の考え方〜 第１２回「台車と風船ふたたび」答えと解説 画像アリ

穴の開いたペットボトルに水を入れると、水が下向きに流れ出ます。このペットボトルを落とすと、水の出方はどうなるでしょうか？
１．上向きに出る
２．真横に出る
３．下向きに出る
４．水は出ない
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答えは、「４.水は出ない」でした。
さて、どうしてでしょうか？
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ではペットボトルを落下させるとどうなるでしょう？

ペットボトルも、中の水も落下します。
そうすると中の水は上向きの見かけの力を受けて、落下中、無重力状態になります。
するとそれまで水中の各場所の水に働いていた上からの水の重さは見かけ上なくなります。
上からの力をうけないのでまわりからの力もなくなります。
各場所の水はまわりの水から力を受けない状態になります。

穴の位置にある水Ｃも右から水の力を受けなくなります。
つまり水Ｃは左からも右からも気圧分しか力を受けないので水は動きません。
だから穴から水はでなくなるのです。
穴のあいたペットボトルを落とすと水は？

では、穴の開いたペットボトルを手から離した場合にはどうなるかというと、
ペットボトルも、中の水も同じ重力という力で引っ張られて落下します。
周りで見ている人からは落下していると見えますが、一緒に落下している水とボトルからすれば
同じ力で同じ方向に動いているだけなので、お互いの位置関係はなんら変わりません。
よって、水としては、ペットボトルから脱出しなくても自分の行きたい方向(重力に引っ張られる方向)に
行けるため、別に側面の穴から出る必要も無いわけです。
なぜペットボトル内の水が出ていかないのか？ – Yahoo!知恵袋

発泡スチロールの上に缶を二つ置き、その間に画びょうがぶら下がったストローを渡します。左の缶に静電気を貯めていくと、画びょうはどうなるでしょうか？
１．左 ← の缶にくっつく
２．右 → の缶にくっつく
３．左右に揺れる
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答えは、「３.左右に揺れる」でした。
さて、どうしてでしょうか？
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一方のアルミ缶を帯電させると、画びょうに電子が移り、他方のアルミ缶にふれる。画びょうの連続した動きによって、電子が他方に移動するのである
静電気で動く画びょう振り子実験

帯電したアルミ缶は帯電していない金属の重りをひきつけ接触したとき静電気が重りに移動する。帯電した重りは静電気の反発と振り子の運動で帯電していないアルミ缶に接触する。そしてアルミ缶からアルミ箔を通して地面（アース）に流れていく。アルミ缶の帯電量がほとんどなくなったら止まる。
静電気振り子（静電気の鐘、静電気ベル）

ドライヤーから（冷たい）風を出して風船を浮かべます。このままドライヤーをななめに傾けると、風船はどうなるでしょうか？
１．浮かんだまま
２．落ちる
３．飛んでいく
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答えは、「１.浮かんだまま」でした。
さて、どうしてでしょうか？
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ドライヤーを傾けたときは、空気の流れが風船に沿って曲げられ（コアンダ効果）、空気には流れに垂直な方向に力（揚力）が作用します。また、空気抵抗も作用し、これらの合力が重力とつりあう位置でバランスがとれるのです。
流体工学部門：活動内容：楽しい流れの実験教室：ななめに浮く風船

次に風船の方ですが、風船の上の方は空気の流れが曲げられるときその部分の圧力が減ってしまいます。ところが風船の下は、空気の圧力のままですので、下から押す力が大きくなって風船は上に浮き上がるのです
理科実験のページ

円盤のついた同じモーターを電池に直列につなぎます。スイッチを入れると両方のモーターが回ります。この時、左側の円盤を手で押さえ、モーターの回転を止めると、残されたモーターの回転はどうなるでしょうか？
１．変わらない
２．前よりも速くなる
３．止まる
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答えは、「２.前よりも速くなる」でした。
さて、どうしてでしょうか？
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モーター二個を直列につないで普通に回すと（２個が回っている状態）では電池の電圧は半分ずつがモーターにかかっています。
この状態で片方を止めてしまうと、その止めたモーターは抵抗が少なくなってしまいます。
そうすると、回っている方のモーターに電圧が多く掛り、止めた方のモーターには少ししか電圧がかかりません。
某局のＴＶ番組で、モータ２個を電池に直列につないで両方を回転させているのです… – Yahoo!知恵袋

止まったモーターはなぜ抵抗が少ないか？
これは１，５Ｖでモーターが回っている時は、モーターに逆起電力というものが発生し、電池の電圧を打ち消しているからです。
某局のＴＶ番組で、モータ２個を電池に直列につないで両方を回転させているのです… – Yahoo!知恵袋

火のついた二本のロウソクの片方を消します。すると、消した方からは白いけむりが上がります。このけむりに火のついたロウソクを近づけると、どうなるでしょうか？
１．消したロウソクの火がつく
２．近づけたロウソクの火が消える
３．近づけたロウソクの火が消え、消したロウソクの火がつく
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答えは、「１．消したロウソクの火がつく」でした。
さて、どうしてでしょうか？
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火を消した直後のろうそくは高温になった芯の部分から気体の「ろう」が煙と共に立ち上っています。
このため、この煙に火を近づけると簡単に引火するのです。
ろうそくの煙 – Yahoo!知恵袋

ろうそくの成分は主にパラフィンですが、
固体のパラフィンが燃えるのではなく、融解した液体パラフィンが燃えるのでもなく、蒸発した気体のパラフィンが酸素と化合して燃えています。

火を消すとパラフィン蒸気は四方に拡散するのではなく、それまであった上昇気流に流されて上昇しつつ、冷えて一部が液体や固体の霧状になって動いていくのが「煙」のように見えます。

この煙に点火すると気体や霧状のパラフィンが再び燃えるので、煙を伝わってろうそくに再度点火できます。
火をつけたロウソクをいっかい消して、煙に火をつけるとロウソクに火がつくのはな… – Yahoo!知恵袋

車輪にじくを通し、その左右にひもをつけて上からつるします。車輪をよく回転させた後、片側のひもをハサミで切ると、この車輪のかたむきはどうなるでしょうか？
１．車輪がたおれて、水平になる
２．たおれない
３．ちょうど４５度にかたむく
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答えは、「２．たおれない」でした。
さて、どうしてでしょうか？
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円盤が高速で回転運動を行っているあいだは、外部から力が加わらないかぎり回転軸の向きが常に一定不変に保たれる。
地球ゴマ – Wikipedia

レールの上に鉄の玉を並べ、右はじに、赤く塗った強力な磁石の玉を置きます。右側からゆっくりと鉄の玉を転がし、ぶつけると、矢印で示した一番左はじの鉄の玉はどうなるでしょうか？
１．動かない
２．勢いよくはなれる
３．ゆっくりとはなれた後、戻ってくる
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答えは、「２．勢いよくはなれる」でした。
さて、どうしてでしょうか？
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金色のネオジム磁石（A）に向かってゆっくり転がる鉄球は、磁石に近づくと、その強力な磁場によって加速されてぶつかります。列の反対側の鉄球（B）は磁石からの距離が遠く、弱い磁力で引き止められているだけなので、加速されてぶつかった鉄球の運動エネルギーによってはじき出されてしまうのです。
cloud9science @Wiki – ガウス加速器