磁石には、物を引き付ける力だけでなく、向きによって引き合ったり、しりぞけ合ったりする性質があります。棒磁石の両はしにあるN極とS極を見くらべ、どんな物が磁石につくかを同じ条件で調べると、見た目だけでは分からない物の性質を説明できます。ゲームの砂庭で使うルールを、身近な物や実験のしかたと結び付けて確かめましょう。
対象: 小学3年生 / 学び: 理科・エネルギー・磁石の性質
N極とS極はどう動く？
棒磁石の力が特に強い両はしを「極」といい、一方をN極、もう一方をS極とよびます。二つの棒磁石を近づけると、N極とS極のようなちがう極どうしは引き合います。N極とN極、またはS極とS極のような同じ極どうしは、しりぞけ合います。大切なのは、赤や青などの色だけで決めず、N・Sの文字や印を見て、向き合っている極を比べることです。磁石を裏返したり回したりすると、向き合う極が変わるため、動きも引力から反発へ、反発から引力へ変わります。
磁石につく物を公平にくらべよう
鉄のくぎや鉄のクリップは磁石に引き付けられます。磁石ではない鉄を調べるときは、N極でもS極でも引き付けられます。一方、木、紙、プラスチック、アルミニウムなどは、鉄と同じようには引き付けられません。銀色に光る物がすべて磁石につくわけではない点に注意しましょう。くらべる実験では、同じ磁石の同じ極を使い、物までの距離や物の大きさをできるだけそろえます。条件をそろえると、「色がちがうから」ではなく、「鉄でできているから」のように、調べた事実をもとに説明できます。
極庭の道づくりではどう使う？
ゲームでは、棒磁石のN極とS極がちがう組み合わせで向き合うと道がつながり、同じ極が向き合うと反発して止まります。灰色の鉄道はN極にもS極にも引き付けられる鉄の性質を表すため、どちらの極から来ても中継できます。木やアルミの区画は磁石に引き付けられないので、そこをさけて道を曲げます。これは本物の磁力を距離まで正確に計算した模型ではなく、極と物の性質を比べやすくしたパズルのルールです。失敗した場所の二つの極を声に出して読み、片方を半回転すると、理由と直し方を結び付けられます。
身近な例で考えてみよう
- 鉄のクリップへ棒磁石のN極を近づけてもS極を近づけても、どちらでも引き付けられる。
- 冷蔵庫の扉に付く磁石があっても、木の机やプラスチックの箱には同じように付かない。
- 銀色の鉄のくぎとアルミはくは見た目が少し似ていても、磁石で調べると鉄のくぎだけが引き付けられる。
よくある間違いと覚え方
- N極だけが鉄を引き付けると思う間違い：磁石ではない鉄はN極にもS極にも引き付けられると整理する。
- 同じ極が引き合うと思う間違い：NとSは引き合い、NとN・SとSはしりぞけ合うと、向かい合う文字を二つ読む。
- 金属なら全部つくと思う間違い：鉄とアルミを同じ磁石・同じ距離で調べ、見た目ではなく物の種類で比べる。
保護者の方へ
身近なクリップ、木片、紙、プラスチック、アルミはくなどを用意できる場合は、必ず安全を確かめ、大人が見守って同じ磁石・同じ距離で比べてください。「ついた／つかなかった」だけで終えず、「何でできている？」「N極とS極の両方では？」と問い、予想、結果、理由の順に言葉にすると、ゲーム内の経路判断と実物の性質がつながります。小さい磁石は誤飲の危険があるため、幼いきょうだいの手の届かない場所で扱ってください。
ミニ問題
問題1: N極とS極を近づけると、どうなりますか？
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引き合う
ちがう極どうしは引き合います。NとSの文字を一つずつ指で示すと、同じ極とのちがいを確かめやすくなります。
問題2: 鉄のクリップは、N極とS極のどちらに引き付けられますか？
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どちらにも引き付けられる
磁石ではない鉄をN極・S極のどちらかだと決める必要はありません。鉄は磁石のどちらの極にも引き付けられます。
問題3: 鉄板とアルミ板をくらべるとき、何をそろえるとよいですか？
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使う磁石や物までの距離などの条件
条件をそろえると、動きのちがいが物の種類によるものだと考えやすくなり、結果を理由付きで説明できます。
ゲームで確かめてみよう
ここまでの内容を、実際に「NとSの極庭 — ひき合う力の道づくり」を操作しながら確かめてみましょう。