🔬 科学・実験
表面張力：1円玉は水に何枚うくか
水面に1円玉をうかべたり、すりきりの水に1円玉を入れて、水面がどこまで盛り上がるかを調べる実験です。
1円玉はアルミニウムでできていて、水より重い金属です。それなのに、そっと置くと水にうきます。水の表面には、粒どうしが引き合って表面をできるだけ小さくしようとする力がはたらいていて、これを表面張力（ひょうめんちょうりょく）といいます。うすい膜がはっているような状態です。コップのふちより上まで水が盛り上がるのも同じ力です。洗剤を1てき入れるとこの力は弱まり、うかんでいた1円玉はしずみます。目に見えない力を、家にあるものだけで目で見える形にできる実験です。
必要なもの
| 材料 | 分量 | 代替案 |
|---|---|---|
| 1円玉 | 20枚ほど | 同じ年のものでなくてよい |
| コップ | 3個 | ふちがまっすぐなガラスのもの |
| 水 | 適量 | 水道水でよい |
| フォーク | 1本 | 1円玉をそっと置くときに使う |
| 台所用洗剤 | 少量 | 最後の比べる実験に使う |
| スポイトまたはストロー | 1本 | 水を1てきずつ足すため |
| こぼれた水を受けるトレー | 1枚 | テーブルをぬらさないため |
| ぞうきん | 1枚 | すぐふけるように |
| 記録用紙 | 1枚 | 枚数を書きこむ |
| スマートフォンなどのカメラ | 1台 | 水面を横から写す |
手順
予想を書く
何をする：1円玉が水にうくか、すりきりの水に何枚入れられるかを予想します。
どうやる：「うく／しずむ」と、入れられる枚数を紙に書きます。
なぜ：先に予想を書いておくと、結果とくらべたときに考えが深まります。
1円玉をうかべる
何をする：水を入れたコップに、1円玉をそっとうかべます。
どうやる：フォークの上に1円玉をのせ、水面すれすれまで下ろしてから、フォークだけをそっとぬきます。
なぜ：上から落とすと水面の膜がやぶれてしずみます。静かに置くことがこの実験の要点です。
すりきりまで水を入れる
何をする：別のコップに、ふちぴったりまで水を入れます。
どうやる：最後の数てきはスポイトかストローで足し、横から見てふちと水面がそろうところで止めます。
なぜ：ここからの盛り上がりを数えるので、出発点をそろえます。
1円玉を1枚ずつ入れる
何をする：すりきりの水に、1円玉を静かに1枚ずつしずめます。
どうやる：コップのふちにそわせて、すべりこませるように入れます。1枚入れるたびに横から写真をとります。
なぜ：1枚ずつ数えることで、水面がどこまでふくらむかを枚数で表せます。
あふれるまで続ける
何をする：水があふれた枚数を記録します。
どうやる：水がこぼれた時点で止め、その1枚前の枚数を「うかんでいた最大の枚数」とします。3回くり返して平均を出します。
なぜ：1回だけだと、たまたまの結果かどうか分かりません。
洗剤を入れて比べる
何をする：同じ実験に洗剤を1てき加えて、ちがいを見ます。
どうやる：うかんでいる1円玉のそばに、洗剤を1てきだけ落とします。
なぜ：洗剤は水の粒どうしが引き合う力を弱めます。表面張力がはたらいていた証拠になります。
観察ポイント・記録の取り方
- 1円玉をうかべたときの水面のへこみ方を、横から写真にとります。
- すりきりの水が盛り上がっている高さを、横から写真にとります。
- あふれるまでに入れられた枚数を3回分記録します。
- 洗剤を落とした瞬間、何秒でしずんだかを記録します。
| 回 | うかべられたか | あふれた枚数 | 気づいたこと |
| 1回目 | |||
| 2回目 | |||
| 3回目 | |||
| 洗剤あり |
つまずきやすいポイント
⚠️ 1円玉がすぐしずむ
なぜ：上から落とすと、水面の膜がやぶれてしまいます。
対処：フォークにのせて水面すれすれまで下ろし、フォークだけをぬきます。ぬれた1円玉はふいてから使います。
⚠️ 水がふるえて盛り上がりが見えない
なぜ：テーブルがゆれると、水面がくずれます。
対処：コップを動かさず、注ぎ終わったら30秒待ってから数え始めます。
⚠️ 毎回ちがう枚数になる
なぜ：コップのふちの形や水温、1円玉のよごれで変わります。
対処：同じコップ・同じ水で3回行い、平均を出します。コップを変えたら別の記録にします。
⚠️ 洗剤を入れたあと元にもどらない
なぜ：洗剤は水にとけて残ります。
対処：洗剤を使う実験は最後にします。続けるときはコップを洗い、水を入れかえます。
発展アイデア
- 1円玉のかわりに、クリップ・アルミはく・ぬいばりでうくかどうかを比べる。
- お湯・冷水・氷水で、あふれるまでの枚数が変わるかを比べる。
- コップのふちの形（うすいガラス・厚い陶器）で盛り上がり方がちがうかを比べる。
安全上の注意
- ガラスのコップはわれるとあぶないので、トレーの上で行い、こぼれたらすぐふきます。
- ぬれた床はすべります。こぼした水はその場でふきます。
- 洗剤は目に入るとあぶないので、顔を近づけすぎないようにします。
- 使った1円玉は最後に手を洗ってからしまいます。
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」「方法」「横から見た写真」「枚数の表」「洗剤を入れたあとの変化」「分かったこと」の順にまとめます。
水面を横から写した写真が、いちばん伝わる資料になります。
タイトル例：
- 1円玉は水に何枚うかぶのか
- 水のふしぎな力 表面張力を調べる
- コップからあふれない水のひみつ
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