🎨 工作・アート
紙だけで高い塔を作り、倒れにくい形や支え方を調べる研究です。
高い建物は、ただ上に伸ばすだけでは倒れやすくなります。倒れにくくするには、土台を広くする、三角形で補強する、重心(じゅうしん:ものの重さの中心)を低くするなどの工夫が必要です。紙の塔作りでは、軽くて弱い紙をどう組み立てると高く安定するかを試せます。建築やタワーのしくみにもつながる、工作と科学を合わせた研究です。
必要なもの
| 材料 | 分量 | 代替案 |
|---|---|---|
| A4コピー用紙 | 20枚 | 新聞紙20枚 |
| セロハンテープ | 1巻 | マスキングテープ1巻 |
| はさみ | 1本 | 手で折る場合は不要 |
| メジャー | 1本 | ものさし1本 |
| ストップウォッチ | 1台 | スマホタイマー |
| 記録用紙 | A4用紙3枚 | ノート3ページ |
| スマホカメラ | 1台 | カメラ1台 |
| 送風用うちわ | 1枚 | 扇風機弱風 |
手順
ルールを決める
何をする:工作の条件を決めます。
どうやる:紙20枚とテープ1巻だけを使い、机の上に立つ塔を作ると決めます。
なぜ:条件を決めると、工夫の違いを比べやすくなります。
紙の柱を作る
何をする:塔の部品を作ります。
どうやる:A4用紙を丸めて直径2cmくらいの筒を作り、テープで止めます。
なぜ:紙は筒にすると曲がりにくくなります。
土台を作る
何をする:倒れにくい下の部分を作ります。
どうやる:筒を3本または4本使い、底が広い三角形や四角形になるように組みます。
なぜ:土台が広いほど、重心が少しずれても倒れにくくなります。
上に伸ばす
何をする:塔を高くします。
どうやる:筒を縦につなぎ、10cmごとに横の補強を入れます。
なぜ:横の補強があると、柱が曲がりにくくなります。
三角形で補強する
何をする:塔を強くします。
どうやる:斜めの紙筒を入れて、三角形ができるようにします。
なぜ:三角形は形が変わりにくく、建物でもよく使われます。
高さを測る
何をする:完成した塔の高さを記録します。
どうやる:机から塔の一番上までをcmで測ります。
なぜ:どれだけ高く作れたかを数字で表せます。
10秒立つか確認する
何をする:安定性を調べます。
どうやる:手を離して10秒以上立つかを記録します。
なぜ:高いだけでなく、自立できることが大切です。
風に耐えるか試す
何をする:倒れにくさを比べます。
どうやる:1m離れた場所からうちわで5回あおぎ、倒れるか記録します。
なぜ:風に強い構造かどうかを調べられます。
改良して再挑戦する
何をする:失敗から改善します。
どうやる:倒れた場所を見て、土台を広げる、斜め補強を増やすなど改良します。
なぜ:工学では、作る、試す、直すという流れが大切です。
観察ポイント・記録の取り方
| 回数 | 高さ | 10秒立ったか | 風テスト | 改良した点 |
| 1回目 | cm | はい/いいえ | ||
| 2回目 | cm | はい/いいえ | ||
| 3回目 | cm | はい/いいえ |
つまずきやすいポイント
⚠️ すぐ倒れる
なぜ:土台がせまく、重心が高すぎます。
対処:土台を広くし、下の部分をしっかり作ります。
⚠️ 真ん中で曲がる
なぜ:柱だけで補強が少ないためです。
対処:斜めの補強を入れて三角形を作ります。
⚠️ テープだけで重くなる
なぜ:テープを使いすぎて上が重くなっています。
対処:テープの使用量を決め、必要な場所だけに貼ります。
発展アイデア
安全上の注意
まとめ方(発表・レポート)
1回目から改良後までの写真を並べると、研究の成長が伝わります。
「土台を広げる」「三角形で補強する」など、倒れにくくなった理由を書きましょう。
タイトル例:
📺 参考動画
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