🎨 工作・アート
ペットボトルロケットを作り、水の量で飛び方がどう変わるか調べる研究です。
ペットボトルロケットは、空気の圧力と水を押し出す力で飛びます。中に入れた空気が水を強く押し出すと、その反対向きにロケットが進みます。これは作用・反作用(さよう・はんさよう:押す力と反対向きの力が同時に働くこと)の考え方につながります。水の量が少なすぎても多すぎても飛び方が変わるため、条件を変えて調べると本格的な実験になります。
必要なもの
| 材料 | 分量 | 代替案 |
|---|---|---|
| 炭酸飲料用ペットボトル | 1.5Lを1本 | 500mLは飛距離が短い |
| 水 | 1L | 水道水1L |
| ロケット発射キット | 1セット | 市販の安全キット推奨 |
| 自転車用空気入れ | 1個 | 圧力計付き推奨 |
| 厚紙 | A4サイズ2枚 | プラ板2枚 |
| ビニールテープ | 1巻 | 防水テープ |
| メジャー | 1本 | 巻き尺 |
| 記録用紙 | A4用紙3枚 | ノート3ページ |
| 安全めがね | 2個 | 保護者分も用意 |
| 広い屋外場所 | 1か所 | 校庭など許可のある場所 |
手順
安全な場所を選ぶ
何をする:ロケットを飛ばす場所を決めます。
どうやる:人や車が通らない広い屋外で、周囲10m以上空けられる場所を選びます。
なぜ:ロケットが予想外の方向へ飛ぶことがあるためです。
ペットボトルを確認する
何をする:本体に使えるか確認します。
どうやる:炭酸飲料用の1.5Lペットボトルを使い、傷やへこみがないか見ます。
なぜ:傷があると空気圧に耐えにくく危険だからです。
羽をつける
何をする:まっすぐ飛びやすい形にします。
どうやる:厚紙で縦8cm、横5cmの羽を3枚作り、ペットボトルの下側に等間隔で貼ります。
なぜ:羽があると飛ぶ向きが安定しやすくなります。
水の量を決める
何をする:比べる条件を作ります。
どうやる:A水300mL、B水500mL、C水700mLの3条件にします。
なぜ:水の量で飛距離が変わるか調べるためです。
発射台にセットする
何をする:ロケットを安全に発射できるようにします。
どうやる:市販の発射キットの説明書に従い、ペットボトルを発射台に固定します。
なぜ:手で持って空気を入れるのは危険なため、発射台を使います。
空気を入れる
何をする:飛ぶための力をためます。
どうやる:保護者が空気入れで、キット指定の安全範囲内まで空気を入れます。
なぜ:空気の圧力が水を押し出し、ロケットを飛ばします。
離れて発射する
何をする:ロケットを飛ばします。
どうやる:全員がロケットから5m以上離れ、保護者が発射します。
なぜ:発射時にロケットの近くにいると危険だからです。
飛距離を測る
何をする:条件ごとの結果を記録します。
どうやる:発射台から落ちた場所までの距離をmで測ります。
なぜ:水の量と飛距離の関係を数字で比べられます。
3回ずつ試す
何をする:結果を確かめます。
どうやる:各水量で3回ずつ飛ばし、平均を出します。
なぜ:1回だけでは風や角度の影響を受けるためです。
観察ポイント・記録の取り方
| 水の量 | 1回目 | 2回目 | 3回目 | 平均 | 飛び方 |
| 300mL | m | m | m | m | |
| 500mL | m | m | m | m | |
| 700mL | m | m | m | m |
つまずきやすいポイント
⚠️ まっすぐ飛ばない
なぜ:羽が曲がっている、重さのバランスが悪い可能性があります。
対処:羽3枚を等間隔にまっすぐ貼ります。
⚠️ 飛距離がばらばら
なぜ:風や発射角度が変わっています。
対処:同じ場所、同じ角度で3回ずつ測ります。
⚠️ 水を入れすぎる
なぜ:重くなり、飛びにくくなります。
対処:300mL、500mL、700mLなど決めた量にします。
発展アイデア
安全上の注意
まとめ方(発表・レポート)
水の量と飛距離を表と棒グラフにします。
「水の量が多ければよいわけではなく、飛びやすい量がある」と考察すると深い研究になります。
タイトル例:
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