中学理科の復習がてら実験道具を揃えてみた

最近中学数学をやり直しているが、数学だけでは飽きてしまうので理科もついでに復習することにした。

Amazonで教科書を発注してパラパラと読み進めていると、多くのページが実験に割かれていることに気づく。

新しい科学 1 [令和3年度] (中学校理科用 文部科学省検定済教科書)

理論だけ読んで納得するでも良いんだけど、懐かしさもあって折角だから自分でもやってみたい。

幸い試験管やビーカー、漏斗台などは電子工作に関連する実験のために入手済。
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今回は新たに以下の道具を買い足した。

届いたものを一部仮設置。

うん、それっぽい。

意外と高いのがこのラボスタンドで、クランプとH型スタンドは別売りで、あわせて5,423円だった。
単に台に棒が立ってるだけのもので、(恐らく)中国メーカーの安い製品だと複数種類のクランプをつけて2,000円ちょっとで収まる。

ただやはり土台が不安定だったり軽すぎて少しの重量でコケそうになるというレビューを見てやめておいた。薬品を扱うので土台がコケるとかシャレにならない。。絶対にケチってはいけない器具なのでは。

今後何か実験をしてみようと思うんだけど、まずは器具の使い方を完璧に予習しなくては。

まずはバーナーの着火に使うマッチから。
マッチなんて誰でも使えるだろうという考えは危ない。
正しい使い方をマスターしなければ事故のもとになるので慎重に下調べしておく。

youtu.be

持ち方や摺り方が自己流になっていたり、振ったり拭いて消火している方も多いと思う。

マッチの着け方で検索すると、「かっこいいマッチの着け方」という動画がいくつか出てくるけど、あれは真似しない方がよい。
安全に配慮して道具を正しく扱えることこそが格好いいのであって、気取った演出に憧れて安全を犠牲にするのはダサいと思う。

ブンゼンバーナーの使い方はこちら。
youtu.be

重要なポイントとして、マッチの火を近づけてから片手でガス調節ネジを空けてガスを出すこと。マッチを持ちながら片手操作って危ないのではと思ってしまい、ガスの準備が出来てからやりたくなるんだけど、それをしてしまうと先に出たガスがたまって着火時に大炎上してしまう為だ。

実際に恐る恐るやってみたところ、予習のおかげで難なく操作できた。

このあとは色々と実験をしていくが、その前に試薬等の正しい廃棄方法を確認しておくことが重要。
凝固させて燃えないゴミで良いのか、中和させて下水に流して良いのか、モノによっては業者に依頼しないといけないなど個人での対処が難しいものがある。また、試薬そのものの廃棄方法だけでは不十分で、実験の結果発生する化合物や廃液についても正しい廃棄方法を調べておく必要がある。
正しく廃棄できる自信がないものはそもそも調達してはいけないので実験をやってみたい方は購入の前に確認が必要。

さて、理科の学習は数学だけでは飽きるからという理由で始めたのだが、特段目標もなく進めるのもアレなので、とりあえず理科3年分の履修がおわったら毒物劇物取扱者と危険物取扱者乙種第四あたりを目指してみようかなと思う。

仕事で使う予定は皆無なんだけど、どちらも試験範囲に基礎化学が含まれているし、自らの安全管理としても有用だと思うので。

以上。

安価な電流・磁界の実験キットを評価してみた

【注意】末尾に実験の危険性について触れたので、参考にされる方は必ず末尾を読んでください。

先日注文した中学理科の教科書が届いた。
連日数学ばかりでは飽きてしまうので気分転換に理科も併せて復習しようという狙いである。

特に電磁気学の基礎に興味があるので、何か簡単な実験から初めてみるかと思って実験キットを探してみた。
既にAmazonでは在庫切れになっていて商品リンクを張ることができなかったので内容はペライチの説明書きから抜粋。

オモチャクオリティなのだがセットで2,239円だったのでまぁ値段相応の中身である。

Amazonのレビューコメントでは磁石の極性がおかしいとかLEDがすぐに壊れたという報告が入っていたのでそのあたりをレビューしてみる。

実際に試してみると、ちゃんとSとNがくっつくので問題なさげ。

一応くっついただけではまだ全部逆という可能性も残っていたので、水に浮かべてコンパスが指す方向と比べてみた。

問題なさげ。

LEDがすぐ壊れたという報告だが、説明書きによると次のように乾電池2本に繋いでいる。

これを見てピンと来た。。これ、壊れるのでは？

一般的なLEDは最低1.8Vくらいから光りはじめ、2.5V～3V程度が最大定格となっている。
LEDは0.1ボルトの変化で輝度が大きく変わる繊細な部品で定格を越えて電圧をかけ続けるとすぐに壊れる。
一方で一般的な新品のアルカリ乾電池は1.62V程度。直列で2本繋げると3.24Vである。

つまり、乾電池1本だと電圧が足りずに光らず、2本だと電圧過剰でぶっ壊れるリスクがある。

ひょっとして抵抗か定電流素子が内蔵されているとか。。。

…やっぱ無い。ごくふつーのLEDだ。(マイクロスコープ)

直流安定化電源で少しずつ電圧をかけていくと、1.8V程度で光り始め、2.2Vで十分な輝度が確保できた。

うーん、やっぱ耐圧が3.24Vもあるとは思えないので抵抗器なしで直列に接続した2本の乾電池に繋ぐのはやめておこうと思う。
キット内の手回し発電機はどれだけ頑張っても2Vちょっとしか出なかったので手回しで実験すると良いと思う。

その他、4点の道具に若干品質の問題があるが、実験に大きな支障はなかった。

1点目は磁石の塗装はげ。

2点目はナイフスイッチの土台のプラスチックゆがみによるガタつき。

3点目はLEDボードの端子のナットズレ(これは直せるかも)による端子の傾斜。

4点目はモーター模型の不安定な挙動。接触不良なのか、動いたり動かなかったりする。手で回しているうちに復活したりするので接点復活剤とかでスムーズになるかもしれない。

まぁ本格的な理科実験装置としてこういうのを揃えると何万円という話になってくるので、二千円のキットでこれくらいの品質不良は許容範囲かなと思う。

さて、私がやりたかった実験はこれ。

ローレンツ力によって電極の間に置いた棒が転がる実験である。

ただこれだけのことなんだけど、本格的な実験器具はすごく値が張る。

たとえば。。。

電磁力実験器 16,000円。
www.monotaro.com

電気ブランコタイプ 27,000円。
www.monotaro.com

あとモーターモデルも不安定と書いたがちゃんとしたモーターモデルを買おうとすると。。

モーター原理説明器 56,000円。
www.monotaro.com

まじ？？
電磁気学関連の実験器具、高すぎないか？

ということで今回買ったものは全体的に安っぽくて若干の品質不良を抱えているものの、2,000円でセット品として購入できるという時点で相当コスパが良い。

その他面白かったのは電気ベルの実験

電磁石でベルにハンマーを引き付けてカーン。。ってのを想像してたけど違った。通電中、ジリジリとなり続ける。
仕組みとしては下図のとおり。

へぇ、作った人頭いいなぁ。

さて、ここまで高評価したキットであるが、子供に与えて放置するのは危険である。
抵抗器の概念がないので基本的には電気ショートに近い状態になる実験が多く、放置すると部品が発熱して火傷する危険性が出てくる。
スイッチを入れて3秒くらいで観察したらすぐにスイッチを切った方が良い。

ローレンツ力の実験でも3秒通電したシャフトを触るとかなり熱くなっていた。

そのため、子供と一緒に実験する場合はまず親が知識を付けて、どうすると安全なのか、何が危険なのかを把握したうえで目を離さないようにする必要があると思う。

以上

Amazonで中学数学の教科書を買ってみた

2週間ほど前から継続して中学数学に取り組んでいる。
どうせ3日坊主で終わるだろうと思っていたんだけど、意外と続いており本人が一番驚いている。
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↓ Twitterでぶつぶつ言いながら、たまに皆さんにアドバイスをもらいつつ(さすが義務教育！私は履修してないが、マトモな人間はみんな履修済だ！)何とか続けている感じ。

さて、内容的にはちょうど1～2年の内容が終わり3年のトピックに移るところ。
しかし私が学習している書籍はあくまで問題集なので紙面の都合上メインの解説はB6用紙1枚分程度しかない。

そりゃそうか。こういう問題集のターゲットは学生で、重要ポイントのおさらいとして書いてるだけだからな。

そうすると教科書が欲しいけど、そういや本屋で見たことないな。
発注式か？いやそもそもあれって学生じゃなくても買えるの？

と、とりあえずググってみるか。。。

は？Amazon？？

まじか。なんでも売ってるなお前。。
(注：レビューコメントによると定価より値段は高いらしい。後から調べたら教科書を専用に取り扱う書店が全国にあるので、そっちに問い合わせると定価入手できるかも。)

ということで購入しようと思ったんだけど。。よく考えたらなんで3種類もあるんだ？

で、また調べてみると文部科学省が科目ごとに複数種類を検定していて、検定済教科書の中からどれを採択するかは学校を運営する自治体に任せているようだ。

どれを選んだら良いのかよく分からなかったのでとりあえず母校のものを検索。
「〇〇中学校　採択教科書」でググると出てくる。

わが母校は啓林館の「未来へひろがる数学」シリーズらしい。

未来へひろがる数学 1 [令和3年度] (文部科学省検定済教科書 中学校数学科用)

これもググると啓林館のサイトで内容紹介のPDFやデジタルブックがあり、なかなか良さげなので購入することにした。
www.shinko-keirin.co.jp

Amazon内で「文部科学省検定済教科書　中学数学」と検索すれば色々出てくる。

到着！

内容はさすが教科書といったところ。
二次方程式の解説や解き方の例に6ページほど割かれていて、公式も導出手順からちゃんと書かれている。

書籍内にはトピックごとにQRコードがあり、スマホから読み込むことで解説や問題の解答にジャンプするようになっている。

中学生でもスマホ持ってて当たり前の時代。。なのか？今の教育現場ずいぶん進んでるなぁ。

ついでに中学理科も注文してみたので届くのを待ってる。

新しい科学 1 [令和3年度] (中学校理科用 文部科学省検定済教科書)

新しい科学 2 [令和3年度] (中学校理科用 文部科学省検定済教科書)

新しい科学 3 [令和3年度] (中学校理科用 文部科学省検定済教科書)

ということで、「それ、Amazonで売ってるよ」という話。

手軽に入手したい場合はAmazon。
安く入手したい場合は教科書供給所に問い合わせ。
(大阪の場合は梅田の紀伊国屋からも発注できるっぽい。)

あと全国に教科書センターというものがあり、時期によって教科書の展示を行っているようだ。
図書館に入ってるタイプの教科書センターでは展示期間外に貸し出しをしているところもある。

あと東京には教科書図書館なるものがあり、現行教科書のみならず戦後の教科書が閲覧できるらしい。
自分が中学時代のものと現代のものを比較したりできるので羨ましい。

以上。

フリーハンドで書いてボタン一発で消せる電子メモ「ブギーボード」を買ってみた

最近中学数学をやり直ししているのだが、図形問題でコンパスが必要になったのでヨドバシに調達に行ってきた。

コンパスは私がダントツで嫌いな文房具。。針は危ないし、なんかすぐ壊れるし円を描く筆圧で半径が変わってしまい、綺麗な円にならないイメージがある。
まぁでも必要になったので色々と調べてみると、製図用コンパスの中に中車式という精度が高くてブレ難いものがあるようだ。

小中学校で使ったスクールコンパスは半径の維持は関節部の摩擦のみ。対して中車式は中車を回すことで半径を調整するので微調整が容易で使用中にブレ難い。使ってみたところ最高だった。

さて、余談はこれくらいにして今回は一緒に買ってきたブギーボードを紹介しようと思う。今日買いに行ったのはコンパスなんだけど、気になって一緒に買ってしまったのだ。

キングジム ブギーボード 黒 BB-11クロ

実は以前から気になってはいたんだけど、まぁPCもあるしわざわざ手書きする機会もあんまりないしと思って買ってなかった。

ところが、数学の問題をやるようになると、途中計算に膨大な量の紙を消費する。
まだ中学数学の進捗が20%程度なのに、貴重なRHODIA(A4)がもうこのありさま。

これはいかん。。1冊1,000円以上するのでさすがにガンガン消費するのももったいない。

ということで電子メモを調達することにしたという経緯。

サイズ感はこんな感じ。A4の長辺から2cmカットといったところ。

透明なので下に何か敷いてなぞるという使い方もできそう。

リバーシブルなテンプレートが2枚(黒無地と罫線)、(方眼とドット)付いていて、裏面のツメに引っ掛けられるようになっている。

装着すると良い感じの背景になる。

加圧によって文字が書ける仕組みのようで、手を置いたところがところどころ指紋みたいにうっすら汚れてしまうが、まぁ計算メモなので私の用途では特段問題にならなかった。

ペン裏のゴム部分と部分消しボタンを使って部分消去が出来ると書いてあったけど初期設定が必要らしく、標準ではうまくいかなかった。面倒なので今のところ設定していない。

消去ロックレバーも付いているけど、消去ボタンを押しても消えなくなるというだけで追記ができてしまうのはイマイチなところ。

まぁ総合評価としてはかなり気に入った。

小さいサイズが安くで売っているけど紙よりもペンが滑るためサイズの小さな文字は書きづらい。
ストレスなく使いたい場合は大きいサイズがおススメである。

ということで今回はKING JIMのブギーボードを紹介してみた。

イレーズボタンで画面全体が消えてしまうので、もう一枚欲しくなってくる。今後は途中計算のうち計算過程をブギーボードで、計算結果メモをRHODIAでという風に使い分けながら数学の学習を進めていこうと思うが、手放せなくなったらもう一枚買っても良いかもしれない。

中学数学やりなおし

最近PID制御の専門書を読み漁っているとラプラス変換という概念が出てきて躓いた。
付け焼刃で微積分の軽めの書籍を読み終えたくらいでは太刀打ちできないということが分かった。

どうやら解析学を真面目にやる必要があるようだが、そもそも数学の基礎ができてないので厳しい。

小・中・高と全然まじめに勉強してこなかったのが原因であるが、幸いなことに小学校レベルは以下のとおり再履修済なので今回は中学数学から。
thom.hateblo.jp

小学校レベルの算数を履修したのが2015年なので、あれから7年越しの中学入学である。

今回使ってるのはこちらの書籍。

完全攻略 高校入試 3年間の総仕上げ 数学

高校入試用の中学3年間の数学をまとめた解説兼問題集である。

私は根性なしなのでまぁ3日坊主が関の山なぁとあんまり自分に期待せずに始めたが、なんと今日で4日目である！ワーパチパチ。

Redmineでプロジェクト化したのが意外とモチベーション維持に繋がってる気がする。
まぁ4日目でイキリちらすのもどうなんだって話なんだけど、退路を断つという意味でも記事にしてしまえという魂胆である。

トピックはちょうど比例・反比例に入ったところ。

比例ってアレだろ、こんなんだろ？

うん。だいたい合ってる。

じゃあこれが反比例って思うやろ。

馬鹿じゃん！？
はい、馬鹿でございます。

それは比例。反比例はこう。

うん、見たことあるわこれ。

xが倍になったらyがa/x倍になるのが反比例。

てな感じで学習を進めているところ。
プロジェクトのスケジュール上は恐らく8月末に中学数学の履修完了になるかと思う。

今回改めて思ったのが、7年前に小学算数を再履修しといてマジで良かったということ。それ以前は移項とか通分すらまともにできなかったんだけど小学算数を完璧にやりなおしたおかげで中1～中2レベルの計算問題はサクサク解ける。

微積分とかベクトルとかの書籍も読んでるので、それやりながら中学数学ってのもチグハグではあるが、横着したって行き詰るのが見えてるので基礎は基礎でコツコツと積み重ねていこうと思う。

あ、そういやタイトル嘘だった。やりなおしって書いたけど。。。中学の数学授業って大体寝てたのでほぼ初トライ！

私のxの書き方は間違っていた。掛け算記号とも丸カッコとも誤認しない手書きxの書き方。

[注意]末尾に補足を追記したが、シャネル型のは間違いではなく推奨との意見もあるようだ。

数学のってとても書きにくい。
普通に書くと掛け算記号と誤認するため、イタリック体で書けと教えられるのだが、教科書を手本に綺麗なを書こうとすると次のように書く人も多いんじゃないだろうか。

xの本来の形を考えるとこの書き方はおかしいと思うんだけど、まぁ便宜的に教科書的なを書くには都合が良い。

ところがこの方法、丸カッコと誤認しやすいという問題が残る。

丁寧にサイズ感を揃えて書けばいいんだけど、どうせ捨てる計算用紙なのでぐちゃっと書きなぐりたいのだ。
そもそもの形が誤認しやすいだけでなくて、そんなに書きやすくもないという問題もある。

さすがに誤認までいくことはあまりないんだけど、変なところで脳に認知負荷がかかりポカミスをやらかすという結果は良くある。
私がそうであったように、こういうところから数学嫌いが加速するという一面は確かにあるのだ。

なんでこのもどきが失敗しやすいかというと、左円弧と右円弧をちょうど接触させるという高度な制御が必要になるから。最近制御工学をちょっとかじり始めたのでなんとなくこれって人間は当たり前にできるように思えて実は割と高度な制御なのではということに思い当たった。

それで本来のxの書き方に寄せて以下のようにやってみたんだけど、これも素早く綺麗に書くのが難しい。

1本目(赤)は楽だ。でも2本目(青)はカーブを描きながら交差点を中央に持ってくるという高度な制御が必要になる。
丁寧にやればこんなことは人間にとって朝飯前であるが、書きなぐることを考えるとあまり手軽とは言えない。

そこで思いついたのがギリシャ文字の「カイ」。MS-IMEだと「キー」と入力して変換するとこんな文字が出てくる。

これだ！

これなら、雑なサイン波を書いてスラッシュで打ち消すイメージでサクサクかけそう。

やってみた。

楽！誤認しない！

以上

補足追記

Twitterで情報いただいたのだが、物理定数としてギリシャ文字のカイを使うらしくて、エックスはシャネル型「)(」で書くべしという指導があるらしい。
ちょっと調べてみるとそのような主張が多数見つかったが、反論もついており、文脈で理解できるからどっちでも良しとする意見もあった。

海外事例を探すために"math variable handwriting x"などと検索してみるとどちらかと言えば掛け算記号そのものといったXが多く確認され、一部シャネル型、一部ギリシャ文字のカイといった具合。

個人的な結論としては、現段階の数学の学習には、エックスをカイとして書くことを取り入れてしまおうと思う。
他人に発表するようなもんでもないし、もしそんな機会があるならどのみち手書きじゃないだろうし。

気にする方もいると思うので一応補足しておいた。

字が下手な私が万年筆を愛用する理由

万年筆と聞くと、一般的に格式高いとか高級品というイメージがあるだろう。

ダンディーな紳士が胸ポケットに忍ばせているのは格好いいけど、普通のおじさん・おばさん・若者が使っているとちょっと気取った感じが鼻に付くという方も一定数居るんじゃないかと思う。まして達筆でない場合はちょっと道具に負けてるのではと。

私も使い始める前はそんなイメージを抱いていたんだけど、1度使ってみると手放せなくなった。

昔から字が下手で手書きが大嫌いな私が、書いていて楽しいと思えるのだ。

理由は感覚的なものなので、好みだろうと言われればそれまでなんだけど、次の要素が書く楽しさに寄与していると思う。

• 重量感による操作の安定性
• 筆圧不要で下敷きなしでも紙が凹まない
• インクの視認性の良さと濃淡の美しさ
• 紙を擦る感覚
• インクの選択肢が多さ

適当に手元の文具で書き比べてみた。ボールペンは線の中央にかすれが出るし筆圧で紙が凹む、シャープペンは視認性が悪い。油性ペンはベタ塗り感がある。あくまで個人的な感想だけど、万年筆は視認性が良くて濃淡のグラデーションが美しい。

私が使ってるのは5000円の万年筆で、デザインも比較的カジュアルなもの。

この万年筆はカートリッジ式だけどコンバーターを付けて他社製の瓶インクを使えるようにしている。

ペン先は中字。細字はカリカリと紙を引っ掻く感じがあんまり使ってて気持ちよくなかったので私には合わなかった。

インクはPILOT社のiroshizuku＜色彩雫＞シリーズの松露(しょうろ)というブルーグリーンを使っている。
これ、書いた直後は青っぽくて、乾くと緑寄りになるという不思議な色。

色彩雫シリーズは他にもカラフルなインクが沢山あって選ぶのも楽しいのでおススメ。
www.pilot.co.jp

気になってるのは山葡萄。
nemumimax.com

私もRHODIAを使ってるので紫の罫線と合わせると綺麗だと思う。
ただ万年筆を洗って詰め替えるのはちょっと面倒なので試すならさっと洗えるガラスペンが欲しいところ。

さて、普段はIT系の記事ばかり書いてる私が珍しく文房具について書いてみた。

というのも、たまたまインクの詰め替えのタイミングだった為。
毎回あんまりうまくいかなくて汚れたペン先を拭うときにティッシュはもちろん手指もインクで汚れまくるんだけど、それでも詰め替えの瞬間は贅沢な時間を過ごしているような気分になって割と楽しい。

普段パソコン作業だからこそ、面倒な手書きは贅沢な時間に変えてしまおう。

字が下手で万年筆はちょっと気後れするとか、人の目が気になる方も自宅なら何を使おうと自分の勝手なので、皆さんも書いていて楽しいと思えるペン・インクに出会えれば幸いである。