中学理科 力・重さの教え方は以前の方が良かった

中学の理科について、昔の教え方の方が良かったと思う部分がある。
質量と重さ（力）の関係や単位のことだ。

１　以前の中学の理科の場合

質量と重さは違う。

質量は「天秤で量った重さ」のことである。
なぜ、天秤で量ったものを特別扱いするか。

月に行くと、引力の関係で重さが６分の１になることはご存知だろう。
６００グラムのものを月に行ってばねはかりで量ると１００グラムだ。
（正式にはグラム重だが、話の順番上このまま）

では、天秤ではどうか。
月に行っても６００グラムのままである。
６００グラムの物体は１００グラムになるが、分銅も６分の１の重さになるから、結局６００グラムの物体は６００グラムの分銅と釣り合う。

ということで、天秤で量った重さを特に「質量」と呼び、単位はグラムやキログラム、これに対して、普通の重さはグラム重、キログラム重で表す。

まあ、どっちみち、地球上では、１グラムのものは１グラム重だし、１キログラムのものは１キログラム重の重さを持つ。

２　高校の物理
力は質量×加速度である。
単位はニュートン。
地球上では重力によって１キログラムのものには、９・８の加速度がつくため、重さは９・８ニュートンである。
言い換えると、１キログラム重＝９・８ニュートンである。

３　現在の中学の理科
唐突に「１キログラムの質量の物体にかかる力は約１０ニュートンとする」と習う。

現在の中学の教え方の良い所
力はニュートン、仕事量・エネルギーはジュール、仕事率はワット。
特に仕事量・エネルギーは、以前は熱量についてはカロリー、力学的エネルギーはキログラム重メートルと不統一、また、仕事率は以前は力学的な場合はキログラム重メートル毎秒、そのくせ電力だけワットだった。
このたび統一されたことにより、力学、電気、熱などの種類に関係なく統一的に考えることができて良いとも言える。

現在の中学理科の問題点
１　まず、上記の長所は、十分に理解した後でわかることである。
階段を２段、３段飛ばして上がるような無理をしている気がする。
まずは、１グラムの水を１度上げるのが１カロリーとか、地球上で１キログラムを１メートル持ち上げるのが１キログラム重メートルというように、まず、実感しやすい話から理解してもらい、やがて、「エネルギーは形は変えても総量は変わらない」ということを教え、しかる後に、中学でやるか高校でやるかはともかく、ジュール、ワットなどの統一単位を教えるのが良いと思う。

２　「力は質量×加速度であり、地球上では重力によって１キログラムのものには、９・８の加速度がつくため、重さは９・８ニュートンとなる」ということを教えない癖に（それは高校物理。文系の人のほとんどは知らない）中学の理科で唐突に「１キログラムの質量の物体にかかる力は約１０ニュートンとする」と習う。

これは有害である。
円周率を３とするよりも良くない。

多分、かなり多くの生徒が、１リットルは１０デシリットルとか、１センチは１０ミリというのと同じような感覚で１キログラムは１０ニュートンとか、１００グラムは１ニュートンと暗記しているのではなかろうか。

１リットルは１０デシリットルとか、１センチは１０ミリというのは同じ種類の単位の換算である。
が、キログラムやグラムとニュートンは別物である。
９・８という加速度をかけてあるのだ。

入試の時には計算が楽になるように「１キログラムの質量の物体にかかる力は約１０ニュートンとする」としても良いが、教科書や日常学習では、「１キログラムの質量の物体にかかる力は約９・８ニュートン」と教えないと誤解すると思う。

「力は質量×加速度であり、地球上では重力によって１キログラムのものには、９・８の加速度がつくため、重さは９・８ニュートンとなる」ということを教えずに「１キログラムの質量の物体にかかる力は約１０ニュートンとする」と教えるのでは、誤解するのが普通であろう。

ではどうするか。
私は昔の方法に戻って、質量と力・重さの違いを教えた上で力・重さの単位は中学ではキログラム重やグラム重を使うのが一番良いと思う。
これに伴い、エネルギーや仕事量はキログラム重メートル、仕事率はキログラム重メートル毎秒にする。
後は、教科書のどこかで、「電力のワットや馬力も仕事率の単位」だということを書いておき、特に換算する問題は出さないということで良いと思う。

なお、カロリーとジュールは、どちらにも捨てがたい魅力があり、私は両方教えることが多い。
温度側から見ると、カロリーの方がわかりやすい。１グラムの水を１度上げるのが１カロリーだ。また、食べ物にはカロリーが表示されていることが多いので、ここで熱エネルギーと化学エネルギーの関係もわかりやすい。

一方、電気の面からいくと、ジュールがわかりやすい。
１ボルト、１アンペアで１秒あたり１ジュールの熱を発生する。

オタクのコーナー
怪獣図鑑などでの怪獣の技の威力は単位がまちまちでどちらが強いかわからない。
ゴジラの尻尾の力は、王選手のホームラン５０万本分の威力だとか、ドラコの腕の力はインド象の鼻の力の１０万頭分だとか。
鉄腕アトムは「１０万馬力のエネルギー」と言っているが、馬力は仕事率である。
もしかしたら、短い時間ですごいことができる半面、すぐエネルギーがなくなる可能性もあるし、実際そういうシーンも多い。