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朝日小学生新聞で連載

日本化学会化学教育協議会 荘司隆一さん 

 

楽しく遊んで水の実験
 ペットボトルと水を使って、次のような実験をしてみましょう。

 

 水の中に筒を入れたら……

 透明な筒を用意してください。両側の口があいていれば、どんな形のものでもかまいません。見つからなければ、ペットボトルや台所用洗剤の入れ物の底を切り取って使ってもいいです。

 次に、筒の口をふさぐことができる大きさのプラスチックの板を用意しましょう。使い切ったテレホンカードのような磁気カードでもだいじょうぶです。大きな洗面器に水をいっぱいに入れましょう。準備ができたら、次のようなことをしてみましょう。

 筒を片手で持ち、もう片方の手で筒の下の口をプラスチックの板でふさぎ、そのまま水の中にしずめます。このとき、しずめにくさを感じると思います。板を持っていた手を放しても、板は筒の口にぴたっとすいついてしずみませんね。次に筒の中に、コップから静かに水を注ぎ入れます。ある程度水が入ると、板は筒からはなれてしずんでいきますね。さて、板が筒からはなれるのは、水がどこまで入ったときでしょうか?

 

 いろいろな形の容器で試そう

 透明な筒をななめにかたむけて、ステップ1と同じようにプラスチックの板を下の口に当てて水の中にしずめてみましょう。やはり、板はしずみませんね。

 では、筒の中にコップを使って少しずつ水を注いでみましょう。水がどこまで入ったところで、筒から板がはなれて下に落ちていくでしょうか?

 いろいろな形のペットボトルや台所用洗剤などの底を切り取ったものを使って実験してみましょう。とちゅうで折れ曲がったような筒があったら、それも使って試してください。

 細長い容器ならどんな形をしていても、板が筒からはなれるタイミングは決まっています。実験をしてみると分かりますが、それは容器の中に入れた水が、容器の外側の水面と同じ高さまで入ったときです。

 初めにしずめるときに分かるように、プラスチックの板は水の中で下からおされていますが、水を注いでいくと上からもおされるようになります。そして、外側の水面と同じ高さまで水が入ると、上からの力と下からの力が同じになるので、板はそれ自身の重さで落ちていくのです。

イラスト=ビューンワークス・藤田裕美

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