🎨 工作・アート
紙やねん土で屋根の形をいくつか作り、どの形が一番重さにたえられるかを比べる工作です。
かまくらは、雪でできているのに人が入れるほどじょうぶです。ひみつは丸い屋根の形にあります。上からかかった力が、曲面にそって横へ横へと分かれ、下の壁全体へ流れていきます。この形をアーチといい、石橋やトンネル、体育館の屋根にも使われています。同じ材料でも、形を変えるだけで強さが変わります。雪が降らない地域でも、紙とねん土で同じきまりを確かめられます。
必要なもの
| 材料 | 分量 | 代替案 |
|---|---|---|
| 画用紙 | 10枚 | コピー用紙20枚 |
| 紙ねん土 | 400g(1個100g) | 小麦ねん土400g |
| 1円玉 | 100枚 | 同じ重さのおもり |
| キッチンスケール | 1台 | 1円玉の枚数で数える |
| ものさし | 1本 | メジャー1本 |
| はさみ | 1本 | 工作用はさみ1本 |
| セロハンテープ | 1本 | のり1本 |
| 紙コップ | 4個 | 小皿4枚 |
| スマホやカメラ | 1台 | 絵に描いて記録する |
| 記録用紙 | A4用紙2枚 | ノート2ページ |
手順
予想を書く
何をする:どの形が一番強いかを予想します。
どうやる:「ドーム(丸い屋根)」「三角の屋根」「四角い箱」「平らな板」の4つを紙に書き、強そうな順番を予想します。
なぜ:予想を書いてから調べると、結果と比べたときに考えが深まります。
材料の量をそろえる
何をする:条件をそろえます。
どうやる:ねん土を100gずつ4つに分け、画用紙も同じ大きさに切りそろえます。
なぜ:材料の量がちがうと、形のちがいなのか量のちがいなのか分からなくなります。
4つの形を作る
何をする:くらべる相手をそろえます。
どうやる:高さ10cm・はば12cmになるように、ドーム・三角・四角・平らの4つを作ります。
なぜ:大きさをそろえると、形だけのちがいをくらべられます。
かわかす
何をする:同じ状態にします。
どうやる:4つとも同じ場所で24時間かわかします。
なぜ:かわき方がちがうと、強さもちがってしまいます。
おもりをのせる
何をする:強さをはかります。
どうやる:てっぺんに紙コップを置き、1円玉を1枚ずつ静かに入れていきます。
なぜ:少しずつ加えると、くずれる直前の重さが分かります。
くずれた重さを記録する
何をする:数字にします。
どうやる:こわれた瞬間の枚数を数え、重さを計算します。1円玉1枚は1gです。
なぜ:「何gでこわれたか」は、強さを表す分かりやすい数字です。
こわれ方を観察する
何をする:どこから弱いかを調べます。
どうやる:こわれる瞬間を動画でとり、どこにひびが入ったかを写真で記録します。
なぜ:力がどこに集まるのかが分かります。
表とグラフにまとめる
何をする:記録を見やすくします。
どうやる:形ごとにたえた重さを棒グラフにし、こわれた場所の写真を横にならべます。
なぜ:形と強さの関係が、目で見て伝わります。
観察ポイント・記録の取り方
| 形 | 材料の量 | たえた重さ | こわれた場所 | ひびが入った枚数 |
| ドーム | 100g | |||
| 三角の屋根 | 100g | |||
| 四角い箱 | 100g | |||
| 平らな板 | 100g |
つまずきやすいポイント
⚠️ 厚さがばらばら
なぜ:厚いところだけ強くなり、形のちがいが分からなくなります。
対処:どの形も厚さ1cmにそろえ、ものさしで確かめます。
⚠️ かわく前にのせてしまう
なぜ:しめったねん土はやわらかく、形の力が出ません。
対処:24時間おき、さわって冷たくないことを確かめます。
⚠️ おもりを一度にのせる
なぜ:急にのせると、落とした衝撃でこわれます。
対処:1枚ずつ、静かに入れます。
⚠️ ドームの形がゆがむ
なぜ:手で押すと、片側だけうすくなります。
対処:ボールやコップに紙をかぶせ、その上からねん土をはります。
発展アイデア
安全上の注意
まとめ方(発表・レポート)
模造紙1枚またはスライド5枚がおすすめです。
「予想」「4つの形の写真」「たえた重さの表」「グラフ」「こわれた場所」「分かったこと」の順にまとめます。
タイトル例:
📺 参考動画
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