物理分野　「エネルギー」～変換と効率～

　私たちは，毎日の生活のなかでいろいろなエネルギーを利用しています。エネルギーとはいったいどんなもので，どのような性質をもつものなのか。また，そのエネルギーがどのようにして生み出され，効率的に利用するにはどのように用いていけばよいのかなどを，実験を通して体感してみましょう。

演示実験　「エネルギーとは？」

■ エネルギーによって物体が動く現象を観察します。

実験１　「球を転がしてみよう」

■ ある高さにある球を転がし木片に衝突させます。その現象をもとに，エネルギーと転がる球の高さ，速さ，質量との関係を調べます。

実験２　「エネルギーの変換」

■ 乾電池が持っているエネルギーが，光・音・熱・運動の各エネルギーに変換されることを調べます。

■ エネルギーを光・音・熱・運動へと変換させるときの変換率を，手回し発電機の手応えから体感します。

実験３　「変換の効率」

■ 白熱灯と蛍光灯ではどちらが効率よくエネルギーを変換しているのか，手回し発電機で電気エネルギーを作り出しながら調べます。

■ 手回し発電機で作り出したエネルギーをキャパシタにため，放電させることによって光・音・熱・運動へ変換します。そのときの効率の違いを調べます。

■ 手回し発電機を２個つなぎ，片方を１０回転させたとき，もう片方の手回し発電機が何回転するか調べます。

■ キャパシタにためた電気エネルギーでモーターを回転させながらペットボトルを巻き上げ，エネルギーの変換効率を調べます。

実験４　「生活の中のエネルギー」

■ 黒，白，銀色の３つのアクリルボックスが白熱灯から放射される熱によってどのように温度変化するか調べます。