🔬 科学・実験
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 |
| 水 | 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
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。
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。
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。
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。
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
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:
📺 参考動画
▶ 参考動画を検索自由研究の先へ — お子さまの今に合う場所を選んでください。