【小学校中学年・高学年向け】1日でできる自由研究!お米を振動させて浮力の実験をしてみよう

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今回は簡単に1日でできる自由研究を紹介(しょうかい)します。

水に浮かぶ力、浮力ってふしぎですよね?
学校で習ったけどまだ理解できていない、という方も居るかもしれません。
そこで、米を水に見立てて浮力を実験してみましょう!

浮力を別の視点から見た面白い実験なので、浮力を知ってる方でも楽しめると思います。

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お米を振動させて浮力の実験をしてみよう

準備するもの

 小型マッサージ機

 ピンポン玉

 ビー玉

 計量カップ

ピンポン玉やビー玉はきれいに洗い、きちんと乾(かわ)かしてから実験しましょう。

実験方法

ピンポン玉の場合

➀  計量カップにピンポン玉を入れる

➁  ピンポン玉がかくれるまで計量カップにお米を入れる

➂ 小型マッサージ機のスイッチを入れ、計量カップに押し当てる

➃ 計量カップ全体が振動(しんどう)し、ピンポン玉が浮き上がってくる

ビー玉の場合

➀  計量カップにお米を入れる

➁  計量カップのお米の上にビー玉をのせる

➂ 小型マッサージ機のスイッチを入れ、計量カップに押し当てる

➃ 計量カップ全体が振動(しんどう)し、ビー玉がしずんでいく

ピンポン玉が浮く理由

お米を細かく振動(しんどう)させることで、液体(えきたい)と同じような状態(じょうたい)になります。

振動(しんどう)しているお米がピンポン玉に当たって圧力(あつりょく)が生まれます。ピンポン玉の上からの圧力と下からの圧力があり、下からの圧力の方が強いので、ピンポン玉が浮きます。

下からの圧力が強いのはなぜ?
簡単に言うと、下の米には上の米からの重力がかかり、その分圧力が強くなるからです。
たとえば深海では海面から深海までの水の重さによって水圧がとても強く、物がベコベコにつぶれるほどです。上の米が海面近くの水、下の米が深海の水と考えれば分かりやすいと思います。

ビー玉の場合は、重さによりビー玉にかかる重力が大きくなり、「下からの圧力」より「上からの圧力 + ビー玉にかかる重力」の方が強いためビー玉がしずみます。

液状化現象(えきじょうかげんしょう)について

実はこの実験、液状化現象(えきじょうかげんしょう)にとても良くにています。

地震(じしん)によって地面の土のつぶが振動(しんどう)し、液体(えきたい)のようにやわらかくなります。建物(たてもの)などは重いので重力が大きく、実験のビー玉のようにしずむ、という事です。

参考サイト

学研 キッズネット 【100円ショップ大実験】ブルブル振動(しんどう)で科学マジック「ピンポン玉浮上(ふじょう)」

まとめ

いかがでしたでしょうか。
学校で浮力を習ったとき「水のつぶ」と言われて中々理解(りかい)できませんでしたが、この実験では水のつぶ=お米と考えれば想像(そうぞう)しやすいと思います。
楽しく理解でき、面白い実験になれば良いですね。

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