🔬 理科・実験
ストローで塔を作り、形の違いで高さと強さがどう変わるか調べます。
建物や橋は、ただ高くするだけではなく、倒れにくく強い形にする必要があります。三角形は形がくずれにくいため、橋や鉄塔によく使われます。このような骨組みをトラス構造(トラスこうぞう:三角形を組み合わせた強い構造)といいます。ストローを使うと、建物の構造を小さな模型で試せます。高さ、使った材料の本数、上にのせられる重さを比べることで、工作が本格的な研究になります。
必要なもの
| 材料 | 分量 | 代替案 |
|---|---|---|
| ストロー | 60本 | 紙ストロー60本 |
| セロハンテープ | 1巻 | マスキングテープ1巻 |
| はさみ | 1本 | 保護者用カッター1本 |
| 厚紙 | A4サイズ2枚 | 段ボール板2枚 |
| ものさし | 30cmを1本 | メジャー1個 |
| 500mLペットボトル | 1本 | 水入りボトル1本 |
| 水 | 500mL | 重り用 |
| 小さな本 | 3冊 | 200g程度の箱3個 |
| 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 |
手順
比べる形を決める
何をする:3種類のタワーを作る計画を立てます。
どうやる:A「四角だけのタワー」、B「三角を入れたタワー」、C「底を広くしたタワー」にします。
なぜ:形を変えると、高さや強さがどう変わるか比べられます。
使うストローの本数をそろえる
何をする:材料の条件を合わせます。
どうやる:各タワーにストロー20本ずつ使います。
なぜ:本数が違うと、形ではなく材料の多さで強くなってしまいます。
Aの四角タワーを作る
何をする:基本のタワーを作ります。
どうやる:ストローを四角形に組み、上に積み上げるようにテープで固定します。
なぜ:四角だけの構造がどれくらいゆれやすいかを見るためです。
Bの三角入りタワーを作る
何をする:三角形を使ったタワーを作ります。
どうやる:四角の中に斜めのストローを入れ、三角形ができるように固定します。
なぜ:三角形は形がくずれにくく、強度が上がることがあります。
Cの底広タワーを作る
何をする:底を広くして倒れにくい形を作ります。
どうやる:下の段を20cm×20cm、上の段を10cm×10cmくらいにして組みます。
なぜ:底が広いと重心が安定し、倒れにくくなります。
高さを測る
何をする:それぞれのタワーの高さを比べます。
どうやる:机から一番上までの高さをcmで測ります。
なぜ:高さの記録があると、どれだけ高く作れたか比べられます。
強度を調べる
何をする:上に重りをのせて、どれくらい耐えられるか試します。
どうやる:タワーの上に厚紙を置き、小さな本を1冊ずつのせます。くずれる直前の冊数を記録します。
なぜ:強さを数字で比べられます。
ゆれやすさを調べる
何をする:横からの力に強いか見ます。
どうやる:タワーの上を指で横に1cmだけ押して手を離し、倒れるか戻るかを観察します。
なぜ:地震や風のような横の力に対する強さを考えられます。
結果をまとめる
何をする:高さ、強度、安定性を比べます。
どうやる:3つのタワーを表にし、総合的に一番よい形を考えます。
なぜ:高いだけでなく、強くて倒れにくい構造を考えることが大切です。
観察ポイント・記録の取り方
| タワー | 形の特徴 | 高さ | のせられた重さ | ゆれやすさ | 気づいたこと |
| A | 四角だけ | cm | 冊 | ||
| B | 三角入り | cm | 冊 | ||
| C | 底が広い | cm | 冊 |
つまずきやすいポイント
⚠️ すぐ倒れる
なぜ:底がせまい、または左右のバランスが悪いです。
対処:底を広くし、左右同じ長さで作ります。
⚠️ テープ部分が弱い
なぜ:接合部がしっかり止まっていません。
対処:つなぎ目を2cm以上テープで巻きます。
⚠️ 高さだけを追いすぎる
なぜ:高いほど倒れやすくなることがあります。
対処:高さだけでなく、重さに耐えられるかも比べます。
発展アイデア
安全上の注意
まとめ方(発表・レポート)
3つのタワーの写真を並べ、高さと強度の表を入れます。
「三角形があると強くなったか」「底を広くすると倒れにくくなったか」を結論にします。
タイトル例:
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