4 時間目 / 地学の時間 Geosetence 等速直線運動をしていても、 同じ物理法則が成り立つ ・等速直線運動をしているのはどっち ? 進行方向 進行方向 電車から見ると 外にいる人が 等速直線運動 外にいる人から見れば電車 は等速直線運動をしている。 しかし電車に乗る人からは、 外にいる人が等速直線運動 をしているように見える。 外にいる人から見ると電車の中から見ると 電車が移動している外にいる人が遠ざかる ・電車の中でも足元にリンゴは落ちる 進行方向 電車の中でも外と同し 物理法則か成り立つ 電車に乗る人から見れば、 車内の物体は外にいる時と 同じように慣性の法則 ( 26 ページ ) や落体の法則 ( 38 ページ ) が成り立つ。 0 もっと知りたい 0 、 自転を利用するロケット 地表の物体や人はすべて同じ 速度で動いているので、地球 の自転の力を実感することは 難しいもの。だがロケットを 発射する場合は、自転の向き にそって発射すると、少ない 燃料でも宇宙に対して大きな 速度が出ます。 特殊相対性理論 ガリレオの相対性原理は光速 度一定の法則 ( ページ ) と 矛盾します。これを解決し、 光も相対性原理で説明したの がアインシュタインの特殊相 対性理論 ( ページ ) です。 195
惑星は太陽に近いほど速くなる ーケプラーの第ニ法則 ( 面積速度一定の法則 ) 惑星の移動するスピードを 太陽との位置関係から推測する法則よ ケプラーの第一法則 ( 196 ページ ) は、惑星の軌道 が太陽を焦点とした楕円であることを説明した法則でし た。その次の は、惑星が する速度について説明した法則です。 惑星が時間をかけて、楕円上を移動することをイメー ジしてください。その時、太陽と惑星を結んだ が描く図形の面積を & とします ( 次ページ参照 ) 。それ と同じ時間をかけて、同じ惑星が描いた図形の面積を & とすると & と & か等しくなるとい一つ法則です。 これは惑星が太陽に近づくほど、公転するスピードが 上がるという法則です。線分が短いのに同じ面積の図形 を描くためには、速く公転しなければいけないですよ ね ? ケプラーは望遠鏡を用いた精密な観測で、惑星の 動きの秘密を解き明かしたのです。 遠くにいるほど遅くなる ? ケプラーの第ニ法則 公転 (( 線分 ( ) KEYWORD 工公転 幾何学では、直線とはどこまでも無物体が別の物体の周りをまわること 限に続くまっすぐな線をいう。両端を公転という。太陽系では太陽の周 は線分という。地球と太陽を結ぶ線環のように惑星の周りを氷のような 分は平均して約一億 5000 万 kmo 小さい物質が公転することもある。 198
ウランが放射線を出すしくみ 0 崩壊 住崩壊が起きて原子核に変化が起こり 。ー - 住線が発生するのね 原子核から物質が放出されると放射線が出る ( 108 ページ ) ことは説明しました。実は、原子核の物質の放 出のされ方にはさまざまな種類があり、それにより発せ られる放射線が変わってくるのです。ここではそのうち の 1 つである、「 」という放射線の発生の仕方を 紹介します。 。崩壊では放射性物質から、陽子 2 っと中性子 2 つか らなる塊の。粒子 ( 1 ) が放出されます。 そして粒子が放出されることで生まれる放射線のこと を といいます。。線は他の放射線と比べてぶ つかった原子を電離 ( 114 ページ ) させる力が強いの が特徴です。。崩壊が起きた放射性元素は原子核から陽 子か 2 っ減ったので、原子番号が 2 つ小さくなりまった く別の原子になります。 異なる原子核へと変化する 0 崩壊 ヘリウム 4 ・ K EY WO R D 01 ) ヘリウム 4 高速で移動する 0 粒子のこと。十 2 陽子 2 っと中性子 2 っからなるヘリ の電荷をおびている。線は光速ウムで、地球上に存在するヘリウム の数 % という速さで放出されるが、 のうち最も割合が多い。粒子は電 透過力は強くなく紙などの薄い物質子を持たない帯電したヘリウム 4 の も通過できない。
なまえ 星で価値観が変わる ? 地学のテスト 地学の知識がどのぐらい身についたのか、地学のテストに挑戦してみよう ! 問題は 1 問 20 点。答えは 238 ページにあるよ。 ロリンゴの動きはどうなる ? 時問目 1 00 高速で動いている電車に乗っていて、手に持っているリンゴを落とし た時リンゴはどのような方向に進むか答えなさい。 リンゴと電車は同じ慣性系 住公転周期を求めよ 惑星 A の軌道長半径は惑星 B の軌道長半径の 2 倍とする。この時惑 星 A の公転周期は、惑星 B の公転周期の何倍か ? “ = んた ( ケプラーの第三法則 ) 星 の 星倍 惑 2 太陽 236
なまえ 恋愛も遺伝子次第 ? 生物のテスト 時間目 1 00 生物の知識がどのぐらい身についたのか、生物のテストに挑戦してみよう ! 問題は 1 問 20 点。答えは 184 ページにあるよ。 ロリン脂質・膜タンパク質の役割は ? 原核生物の細胞膜において、リン脂質と膜タンパク質が果たした役目 は何か。下線部を埋める形で答えよ。 リン脂質 の頭部を外に向けることで、 体内と外界を隔てた。 膜タンバク質 細胞外 膜タンバク質 膜中に点在することで特定の 物質を一 ロ原核生物はどちらか ? 細胞内 膜タンパク質 A と B のうち、原核生物はどちらか ? また、各部の名称を答えよ。 6 〇 . 0 原核生物はシンプル 1 82
3 時間目 / 生物の時間 Bioloav 定義 変異は遺伝子に原因がある ■ダーウインの進化論 小さな変化の積み重ねでダーウインは小さな変化の積み重ねに よって進化が起きると考えたが、メンデ 進化は起こる ? ルの法則 (1 64 ページ ) と矛盾した。 ・ド・フリースの発見した突然変異 生物は突如として 変異を起こす ド・フリースの発見し た突然変異により、親 と異なる形質を持っ子 が生まれる。 突然変異 もっと知りたい 0 、 突然変異の発見 ド・フリースが突然変異を発 見したきっかけは、空き地に 咲く花でした。植物が育つの に向かない空き地で、適応す るために変異した花を見つ け、その種子が形質を遺伝す ることを発見しました。 ダーウインのビンチ ダーウインの進化論は、変化 が子孫に伝わることが前提で した。そのためメンデルの法 則で形質が子孫へ受け継がれ ていくことがわかると、理論 が破綻するピンチに陥ってし まったのです。
なまえ 物理学は昔、哲学たった ! ? ト物理のテスト 時間目 1 00 物理の知識がどのぐらい身についたのか、物理のテストに挑戦してみよう ! 問題は 1 問 20 点。答えは 72 ページにあるよ。 ロ天秤はどちらに傾く ? アルキメデスの考えた天秤に、銀が混じった金の王冠と純金 ( 王冠と 同じ質量 ) をかけた場合、天秤は純金のほうに傾いた。それではその 王冠と銀 ( 王冠と同じ質量 ) を天秤にかけた時、どちらに傾くか ? 同質量ならば金の体積 < 銀の体積 どっちに傾く ? 金 王冠 ロ台車を動かすのに必要な力は ? 50kg の荷物を載せた台車をある力で押した時の加速度は。だった。 では加速度が 44 になるように 100kg の荷物をのせた台車を押すには、 1 回目の何倍のカで押せばよいか ? カ ( F ) = 質量 ( m ) x 加速度 ( a ) 一回目 2 回目 100kg 50kg 070
4 時間目 / 地学の時間 Geoscjence 記 = た 7 刃 ・ : , “ : 長半径た : 定数 7 、公転周期 ・楕円の長半径 長半径が長いほど 公転周期か長い 長半径“が長いほど、惑星 の公転周期 T が長くなる。 定数んは太陽系ではすべ て同じ値になる。 惑星 太陽 ・惑星の公転周期の公式 G 万有引力と結びつく ケフラーの法則 ケプラーの第三法則の定数 k は、万有引力の法則 ( 3 6 ページ ) の重力定数を用い て求めることができる。 ※〇は太陽を表す惑星記号 : 重力定数 : 太陽の質量 もっと知りたい 0 、 占星術 夜空を行ったり来たりさまよ う惑星の動きは、予測ができ ないものだったため、占いに 利用されていました。星の動 きを用いた占いを占星術とい 、ケプラーは占星術の専門 家でもあったのです。 公転周期が年 2016 年に海王星よりも外 側で 700 年かけて太陽の周 りをまわる準惑星が発見され ました。太陽との距離は最大 で 180 億以上にもなり、 2096 年に太陽に最接近す るといいます。 201
4 時間目 / 地学の時間 Geosc1ence 公式 ・ : ・地球と太陽を結ぶ線分が、一定時間に描く図形の面積を & 同じ時間で描かれる別の図形の面積を & とする ・惑星と太陽の線分が描く図形 地球 同一時間に描かれる 図形の面積か等しくなる & と & は、惑星と太陽を 結ぶ線分が異なる時期に同 じ時間をかけて描いた図幵 である。この時 & = & カ 成り立つ。 / / ノく 太陽に近い時ほど 速度か上かる 太陽と惑星の距離が短い S2 の時のほうが惑星が移動す る距離が長い。かけた時間 は同じなので、 S2 のほうが 公転するスピードが速い。 一太陽 地球 もっと知りたい スケートのスビン 惑星が回転の中心 ( 太陽 ) に 近づくほど、回転速度が上が るというのは、手足を体軸に 近づけるとスケートのスピン が加速するのに似ています。 どちらも角連動量保存則 ( ページ ) が働いています。 衛星 ケプラーの法則は地球と月の ような惑星と衛星の間でも成 立します。ちなみに「ケプ 一フー」と命名された探査衛星 が 2 0 0 9 年に打ち上げら れ、多くの恒星を観測しまし 199
4 時間目 / 地学の時間 Ceosc:ence 惑星の軌道は太陽を焦点とする 楕円である ・楕円とは ? 2 つの焦点 F と F ' を持つ円 楕円の内側には、 F と F' の 2 つの焦点がある。焦点と は楕円上のどの点でも、 F からの距離 4 と F' からの 距離 6 の和 ( = 4 + 6 ) が 一定になる点のことである。 6 F' ・惑星の軌道 惑星 惑星は太陽を焦点とする 楕円上を公転する 惑星は左図のように楕円軌 道を描く。図は極端な楕円 形だが実際は円に近い軌道 をしている。 太陽 焦点 0 焦点 もっと知りたい 0 、 冥王星 2006 年まで惑星とされて いた冥王星は、惑星の定義変 更により準惑星に区分され、 惑星ではなくなりました。冥 王星の軌道は惑星と比べて、 よりっぷれた楕円形をしてお 、公転面が傾いています。 万有引力の法則 ニュートンが発見した重力の 法則 ( ページ ) 。彼の理論 で宇宙に関する法則であるケ プラーの法則が説明できたた め、「地上と同じ物理法則が、 天体にも働く」ことがわかり 当時の常識を覆しました。 197