風車の先端部に着目(速さをイメージ)

今日,再生可能エネルギーと言えば,太陽光発電と風力発電がその代表ですね.地方に行くと巨大な風車が次々と設置され,気忙しい世にあって風のおもむくままマイペースで回転しています(と見えます).

■ 上の映像とは異なりますが,市民風力発電(株)が設置した青森県鰺ヶ沢町の風車を例に挙げましょう.

ローター直径103mであり,1回転に要する時間は4.00秒でした(動画からストップウォッチで3回計測.3.97秒,3.97秒,4.07秒で平均値:4.00秒).

⇒ この場合,ローター先端部の速さを求めると

103×π÷4≓80.8962m/秒≓291226.32m/h≓291.2km/h

となります(π=3.1416 とした).

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■ ローターはゆっくり・優雅に回転しているように見えますが,先端部分は猛烈な速さで回転運動をしており,その速さは約290km/h つまり,新幹線と同じぐらいの猛烈なスピードで回転しまくっているワケです.

※ローターの回転数は風力により左右されますので,上記計算は一条件下における例です.

■ なお,J-power(電源開発株式会社)広報室に確認したところ,秋田県新仁賀保高原で現在稼働中の風車の直径は120mで,ローター回転数は「社外秘」扱いとのことです.

■ ただし,上記解説で,ロータリー先端部の速さを子どもの心に響かせることは,経験則からすると多分ムリで「あーそぅ」で終わりです.

⇒「風車の先っちょは,新幹線と同じくらいのスピードで動いているんだって」という知識伝達で終始する可能性大なり

せっかくの教材がモッタイナイ.

■ 二つカイゼン策を提案します.

Ⅰ 「体感」策

グランドに直径103mの円を白線で描き(直径を半分にした50.15mで計測した方が実際的か),クラスで足の速い子どもに走ってもらい,タイムを測定して風車の4秒と比較させる.

⇒ この際,100mを10秒で走るトップアスリートの時速が36km/h であることを再認識させたいもの

⇒ この数値は一基準値として暗記させましょう.台風シーズン到来の際,風速30mというニュースがあれば,時速36×3=108km/h≓100km/h と速攻計算可能

Ⅱ 別視点の図解にする

■ ヒトはどうやって「速さ」という量の認識をするのでしょうか.「スゲェー速」という感覚を持つ原則です.

⇒ モノが直線上を動く様子の観察が根本.円や曲線を描く場合は動く向きが各瞬間ごと変化するので速さ(スカラー量)の認識が難しくなる

■ 風車の速さを実感するには,風車を直線上で走らせること

もちろん実際はムリですから,せめてイメージだけでも 

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■ いかがでしょう.つまり,巨大風車を転がす ということです.

直径100m超の車輪を4秒で1回転させながらゴロゴロ線路上を皆で押しまくるワケです.「スゲェー速くなりそう」と感じがしませんか?

<補足>

■ 次回テーマは「Σ記号あれこれ」(予定)です.

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