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ペットボトルの穴の高さで、水の飛ぶ距離は変わるか

🔬 科学・実験

ペットボトルの穴の高さで、水の飛ぶ距離は変わるか

🚀 小4〜6年生向け★★☆⏱ 準備30分 / 実施1〜2時間

ペットボトルの横に高さのちがう穴をあけ、どの穴の水がいちばん遠くまで飛ぶかを調べます。

水を入れたボトルの横に穴をあけると、水が飛び出します。上のほうの穴と下のほうの穴では、勢いがはっきりちがいます。水の重さは下にいくほど積み重なるので、深いところほど押される力が大きくなります。この力を水圧(すいあつ)といい、深さに比例して大きくなります。ダムの壁が下にいくほど厚く作られているのも同じ理由です。定規とメジャーがあれば、深さと勢いの関係を数字で確かめられます。

必要なもの

材料分量代替案
ペットボトル2本2Lの角ばっていないもの。予備をふくむ
きり または 画びょう1本穴をあける。必ず大人といっしょに使う
ビニールテープ1巻穴をふさぐ
メジャー または 巻き尺1本飛んだ距離をはかる
定規1本穴の高さをはかる
台になる木片や本1個ボトルを置く高さをそろえる
たっぷり何度もくり返すため
油性ペン1本穴の位置に印をつける
ぞうきん2枚ぬれた場所をふく
記録用紙1枚距離を書きこむ

手順

1

予想を書く

何をする:どの高さの穴の水がいちばん遠くまで飛ぶかを予想します。

どうやる:上・まん中・下の3つのうち、どれが遠いかを理由といっしょに書きます。

なぜ:予想を書いておくと、結果を見たときに「なぜそうなるのか」を考えられます。

2

穴の位置に印をつける

何をする:ボトルの底から等しい間かくで3か所に印をつけます。

どうやる:定規で底から5cm・10cm・15cmをはかり、たてに一直線にならぶよう油性ペンで印をつけます。

なぜ:高さ以外の条件をそろえないと、何が原因で差が出たのか分からなくなります。

3

穴をあける

何をする:印の場所に、同じ大きさの穴をあけます。

どうやる:きりを使う作業は必ず大人にやってもらいます。3つとも同じ道具で、同じ深さまであけます。

なぜ:穴の大きさがちがうと、勢いのちがいが穴の大きさのせいなのか高さのせいなのか分からなくなります。

4

テープでふさいで水を入れる

何をする:3つの穴をテープでふさぎ、ボトルいっぱいに水を入れます。

どうやる:ボトルを台の上に置き、下にメジャーを地面と平行にのばします。ふたは開けたままにします。

なぜ:ふたを閉めると空気が入らず、水が出なくなります。

5

同時に開けて距離をはかる

何をする:テープを一度にはがし、それぞれの水が落ちた場所をはかります。

どうやる:3本の水が地面に当たった位置に印をつけ、ボトルの真下からの距離をメジャーで読みます。3回くり返します。

なぜ:同時に開けると水の量の条件がそろい、3つを公平に比べられます。

観察ポイント・記録の取り方

穴の高さ1回目2回目3回目平均
底から5cm
底から10cm
底から15cm

つまずきやすいポイント

⚠️ 水がほとんど出ない

なぜ:ふたを閉めていると、空気が入らず水が出ません。

対処:ふたは必ず開けたままにします。

⚠️ 3つの勢いに差が出ない

なぜ:穴の大きさがそろっていないか、水が減りすぎています。

対処:同じ道具で同じ深さまであけ直し、毎回いっぱいまで水を入れてから始めます。

⚠️ 距離がばらばらになる

なぜ:はかり始めが水の出た直後か、少し経ってからかで変わります。

対処:テープをはがした直後の、いちばん遠くまで飛んだ場所ではかると決めておきます。

⚠️ まわりがびしょぬれになる

なぜ:3本の水が思ったより遠くまで飛びます。

対処:屋外か浴室で行い、ボトルの前を2mほど空けておきます。

発展アイデア

  1. 穴を4つ5つに増やして、高さと距離のグラフが直線になるかを調べる。
  2. 水のかわりに食塩水を使い、重い液体では距離が変わるかを比べる。
  3. ボトルを置く台の高さを変えて、落ちるまでの時間と距離の関係を調べる。

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」「穴の位置の図」「3本の水が飛んでいる写真」「距離の表」「高さと距離のグラフ」「分かったこと」の順にまとめます。

3本の水が同時に飛んでいる写真が1枚あると、結果がひと目で伝わります。

タイトル例:

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