🔬 理科・実験
水と空気の力で飛ぶペットボトルロケットの飛距離を調べる実験です。
ペットボトルロケットは、ボトルの中に入れた空気が水を押し出す力で飛びます。水が後ろへ出ると、その反対向きにロケットが前へ進みます。これは作用・反作用(さよう・はんさよう:押す力と反対向きに返ってくる力)の考え方です。水の量や空気の入れ方、翼の形を変えると飛び方が変わります。ロケットや飛行機のしくみにもつながる、迫力のある自由研究です。
必要なもの
| 材料 | 分量 | 代替案 |
|---|---|---|
| 炭酸用ペットボトル | 1.5Lを1本 | 500mL炭酸用ボトル2本 |
| 厚紙 | A4サイズ2枚 | 牛乳パック2本分 |
| ビニールテープ | 1巻 | 布テープ1巻 |
| 水 | 500mL | 実験ごとに300〜700mL |
| 自転車用空気入れ | 1台 | 空気圧計付きポンプ |
| ペットボトルロケット用発射台 | 1台 | 市販キット |
| メジャー | 20m以上 | 巻尺1個 |
| 記録用紙 | A4用紙2枚 | ノート2ページ |
| 保護メガネ | 2個 | 透明ゴーグル2個 |
手順
ロケット本体を作る
何をする:ペットボトルをロケットとして使える形にします。
どうやる:炭酸用ペットボトルを洗い、ラベルをはがします。
なぜ:炭酸用ボトルは圧力に強く、ロケットに向いています。
翼をつける
何をする:ロケットがまっすぐ飛ぶようにします。
どうやる:厚紙で三角形の翼を3枚作り、ボトルの下側に等間隔でテープで固定します。
なぜ:翼があると空中で姿勢が安定しやすくなります。
実験場所を決める
何をする:安全に飛ばせる場所を選びます。
どうやる:人や車がいない、20m以上の広い場所を選びます。
なぜ:ロケットは予想外の方向に飛ぶことがあるためです。
水の量を決める
何をする:1回目の水の量を入れます。
どうやる:最初は水300mLを入れます。次に500mL、700mLでも試します。
なぜ:水の量によって、押し出す力と重さのバランスが変わります。
発射台にセットする
何をする:ロケットを発射できる状態にします。
どうやる:市販の発射台にボトルを取りつけ、発射方向に人がいないことを確認します。
なぜ:発射台を使うと、方向をそろえて安全に実験できます。
空気を入れて発射する
何をする:空気の力でロケットを飛ばします。
どうやる:保護者が空気入れで指定の回数だけ空気を入れ、全員が後ろに下がってから発射します。
なぜ:圧縮された空気が水を押し出し、その反作用でロケットが飛びます。
飛距離を測る
何をする:どれくらい飛んだか記録します。
どうやる:発射地点から着地地点までをメジャーでm単位で測ります。
なぜ:飛び方を数字で比べるためです。
水の量を変えて3回ずつ試す
何をする:水300mL、500mL、700mLで比べます。
どうやる:各水量で3回ずつ発射し、平均距離を出します。
なぜ:1回だけでは風や角度の影響があるため、平均で比べます。
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:翼の位置がずれていることがあります。
対処:3枚の翼を同じ大きさ、同じ間隔につけます。
⚠️ あまり飛ばない
なぜ:水が多すぎる、または空気の力が足りないことがあります。
対処:水量を300mL、500mL、700mLで比べます。
⚠️ 発射が危ない
なぜ:人が前にいると事故になります。
対処:発射方向に人がいないことを必ず確認します。
発展アイデア
安全上の注意
まとめ方(発表・レポート)
水の量と平均飛距離を棒グラフにします。
写真や発射の図を入れて、作用・反作用のしくみを説明しましょう。
タイトル例:
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