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実験

地震(じしん)でおこる大地(だいち)変化(へんか)

実験 <ruby><rb>地震</rb><rp>(</rp><rt>じしん</rt><rp>)</rp></ruby>でおこる<ruby><rb>大地</rb><rp>(</rp><rt>だいち</rt><rp>)</rp></ruby>の<ruby><rb>変化</rb><rp>(</rp><rt>へんか</rt><rp>)</rp></ruby>

大地震(だいじしん)のあとで(うみ)(かわ)(ちか)くに()っている(いえ)がかたむいているのを、テレビで()たことはない? なぜかたむいてしまうのでしょう? 地面(じめん)(すな)秘密(ひみつ)があるのかな? 地震(じしん)のときの(すな)のようすを調(しら)べてみよう。

実験(じっけん)方法(ほうほう)

大地震(だいじしん)のあとで(うみ)(かわ)(ちか)くに()っている(いえ)がかたむいたり、(どろ)がふき()ているのをテレビや写真(しゃしん)()たことがありませんか? なぜ地震(じしん)がおこると(うみ)(かわ)(ちか)くに()っている(いえ)だけがかたむいてしまうのでしょう? 地面(じめん)(すな)秘密(ひみつ)があるのでしょうか? 地震(じしん)のときの(すな)のようすを調(しら)べてみよう。

準備(じゅんび)するもの

透明(とうめい)なコップ/10()

(みず)(いし)木片(もくへん)(すな)(どろ)小石(こいし)

計量(けいりょう)カップ・軽量(けいりょう)スプーン(5ccがはかれるもの)

実験(じっけん)のやり(かた)

(うみ)(かわ)(ちか)くの(すな)には、水分(すいぶん)(おお)(ふく)まれています。そこでとりあえず、(みず)(おお)(ふく)んだ(すな)使(つか)って模擬的(もぎてき)地震(じしん)をおこし、そのときの変化(へんか)をみてみましょう。いわば、予備(よび)実験(じっけん)といったものです。

実験(じっけん)1】水分(すいぶん)(ふく)んだ(すな)をゆすって、変化(へんか)をみてみる。

(1)透明(とうめい)なコップに、(すな)を80㎤ほど()れます

(2)この(すな)に、(みず)(しず)かにかけます。30〜40㎤くらいかけると、(すな)全体(ぜんたい)がしめってくるはずです。まだ、予備(よび)実験(じっけん)なので、データはとらなくていいですよ

(3)いよいよ地震(じしん)をおこしてみましょう。コップを(つくえ)(めん)から5mmくらい()げて、(つくえ)(めん)にしょうとつさせることをくり(かえ)してください。トントントンとリズミカルな(おと)がしますね

(4)50(かい)くらい(つづ)けると、突然(とつぜん)(すな)(うえ)(みず)がスーッと()がってきましたね。そして、コップ全体(ぜんたい)(すな)が、まるで液体(えきたい)のように、ゆさゆさ(うご)きだします。地震(じしん)のときには、こんな現象(げんしょう)がおこるのです

ーーー(すな)全体(ぜんたい)液体(えきたい)のようになっては、その(うえ)()っている(いえ)などがかたむくのは当然(とうぜん)ですね。これは、液状化(えきじょうか)現象(げんしょう)といわれている現象(げんしょう)です。では、(すな)(なか)(みず)がどのくらいあると、液状化(えきじょうか)現象(げんしょう)がおこるのでしょうか?本格的(ほんかくてき)調(しら)べてみましょう。

実験(じっけん)2】液状化(えきじょうか)現象(げんしょう)がおこるときの、(すな)のしめりぐあいとゆれの回数(かいすう)関係(かんけい)調(しら)べる。

(1)コップを5()用意(ようい)します

(2)それぞれに(すな)を80㎤入れます。()れます。やや(おお)きいコップでは80㎤以上の一定量を入れます。(すな)がコップの半分(はんぶん)以上(いじょう)になるように)

(3)それぞれのコップに(みず)を25㎤、30㎤、35㎤、40㎤、45㎤…と(しず)かに(そそ)ぎます

(4)3(ぷん)くらいたつと、(みず)がどれもしみこみます。そうしたら、コップを()にとり、(つくえ)(めん)にトントンしょうとつさせます

(5)こんどはトントンという(おと)(かぞ)えましょう

(6)(すな)表面(ひょうめん)(みず)がスーッと()()がってきたら液状化(えきじょうか)現象(げんしょう)がおこったことになります。そのときまでのしょうとつの回数(かいすう)記録(きろく)しましょう

(7)しょうとつの回数(かいすう)(みず)(りょう)との関係(かんけい)をグラフに(あらわ)すと、おもしろい関係(かんけい)がわかってくるはずです

ーーー(みず)(りょう)(おお)いほど、(すく)ないゆれで液状化(えきじょうか)現象(げんしょう)がおこりましたね。(つぎ)(すな)のかわりに(どろ)小石(こいし)場合(ばあい)はどうなるか、やってみましょう。

実験(じっけん)3】(どろ)小石(こいし)液状化(えきじょうか)現象(げんしょう)がおこるのかどうかを調(しら)べてみる。

(1)実験(じっけん)2と(おな)じようにして、実験(じっけん)2の(すな)のかわりに(どろ)()れ、(みず)をそれぞれ()れます

(2)3(ぷん)くらいたったら、コップを()にとり、トントンと(つくえ)(めん)にしょうとつさせます

(3)どれも300(かい)しょうとつさせても、(みず)がスーッと()()がってくるようなことはなかったはずです

(4)(つぎ)(どろ)のかわりに、金魚(きんぎょ)ばちなどに()れる小石(こいし)でやってみましょう。小石(こいし)もほぼ80㎤くらい使(つか)って、(みず)(どろ)場合(ばあい)(おな)じようにいろいろ()えて(おこな)います

(5)小石(こいし)場合(ばあい)も300(かい)しょうとつさせても、(みず)()がってこないし、小石(こいし)全体(ぜんたい)がゆさゆさ(うご)液体(えきたい)のような(うご)きは(しめ)しません

 

ーーー液状化(えきじょうか)現象(げんしょう)は、(すな)場合(ばあい)におこり、小石(こいし)(どろ)場合(ばあい)はおこらないようですね。では(つぎ)に、実際(じっさい)地震(じしん)がおこり、液状化(えきじょうか)現象(げんしょう)がおこったとき、建物(たてもの)はどうなるか調(しら)べてみましょう。

実験(じっけん)4】液状化(えきじょうか)現象(げんしょう)がおこったときに地表(ちひょう)建物(たてもの)はどうなるかを調(しら)べてみる。

(1)2つのコップに、ともに(すな)を80㎤()れます

(2)どちらにも(みず)を35㎤ほど()れて3(ぷん)ちかくまちます。((みず)液状化(えきじょうか)現象(げんしょう)がおこる(りょう)ならいくらでもかまいません)

(3)(すな)(うえ)建物(たてもの)のモデルとして(いし)をのせ、もうひとつには木片(もくへん)をのせて、コップを(つくえ)にとんとんとあてます

(4)液状化(えきじょうか)現象(げんしょう)がおこっても、かまわずコップを(つくえ)にしょうとつさせ(つづ)け、おこる変化(へんか)観察(かんさつ)しましょう

ーーー地震(じしん)のときに建物(たてもの)(しず)んだりかたむいたりするのは、液状化(えきじょうか)現象(げんしょう)によることが(おお)いことがわかってきますね。では、液状化(えきじょうか)現象(げんしょう)天気(てんき)左右(さゆう)されないのでしょうか?(あめ)()ったあとは(すな)全体(ぜんたい)がしめっています。(あめ)がしばらく()らないと、地下(ちか)には(みず)があっても(うえ)のほうがかわいています。この2つの環境(かんきょう)をコップの(なか)(つく)り、実験(じっけん)してみましょう。

実験(じっけん)5】(あめ)()ったあとと(あめ)()(まえ)のちがいを調(しら)べるために、(みず)をコップの(そこ)(はじ)めから()れ、(あと)から(すな)()れてコップをしょうとつさせてみる。

(1)実験(じっけん)2で、(すな)80㎤で(みず)35㎤のとき、30(かい)しょうとつさせると液状化(えきじょうか)現象(げんしょう)がおきたので、このデータをもとにしましょう

(2)コップに(みず)35㎤を()れ、そのあとに(すな)を80㎤()れます

(3)そのあとすぐ、コップをトントンと(つくえ)にしょうとつさせ、しょうとつの(かい)(すう)(かぞ)えます

(4)300(かい)しょうとつさせても、液状化(えきじょうか)現象(げんしょう)はおこらなかったはずです。実験(じっけん)2の結果(けっか)比較(ひかく)しながら、液状化(えきじょうか)現象(げんしょう)のおこりやすい天気(てんき)(かんが)えましょう

液状化(えきじょうか)現象(げんしょう)について

(こな)のはいっている()(もの)をゆすったりトントンたたいたりすると、体積(たいせき)()ったように(かん)じませんか?これは、空気(くうき)より(こな)のほうが当然(とうぜん)(おも)いので、(こな)(つぶ)(つぶ)(あいだ)にあったすき()空気(くうき)()けて、ぎっしりとつまるようになるためです。

では、すき()空気(くうき)ではなく(みず)があったらどうでしょうか?(こな)のほうが(みず)より(おも)ければ、やはり(みず)はすき()から()()されてしまいます。地震(じしん)(とき)には、この現象(げんしょう)大規模(だいきぼ)におこります。(こな)のかわりが(すな)ですが、(すな)がすき()をうめてしまうので、すき()にあった(みず)(うえ)()()されてしまいます。

また、すき()から()()された(みず)は、(すな)()()んで液状(えきじょう)になり(実験(じっけん)でコップを()っているとき、(すな)(みず)のように(うご)いているように()えたと(おも)います)、(すな)一緒(いっしょ)地表(ちひょう)()()します。噴水(ふんすい)のように(すな)()()すので、これを「噴砂(ふんさ)」(ふんさと()みます)といいます。大地震(おおじしん)があると、(うみ)をうめたてたところに()てられた(いえ)は、かたむいたり(たお)れたり、うめたて()(どろ)地表(ちひょう)()()したりといった映像(えいぞう)がニュースに(なが)れます。

 

自由(じゆう)研究(けんきゅう)ワークシート

自由(じゆう)研究(けんきゅう)ワークシート」をダウンロードして、「レポートの()(かた)」を参考(さんこう)実験(じっけん)をまとめてみたり、「発展(はってん)研究(けんきゅう)」でもっと実験(じっけん)して調(しら)べてみましょう。

ワークシートダウンロード

まとめ(かた)

科学(かがく)実験(じっけん)をするときの注意(ちゅうい)

実験(じっけん)をする(まえ)(かなら)ずおうちの(かた)といっしょに()んでね。

  • 実験(じっけん)をするときは、(かなら)ずおうちの(ひと)実験(じっけん)することを(つた)えておこう。
  • 実験(じっけん)使(つか)材料(ざいりょう)道具(どうぐ)などは、使(つか)ってよいものかどうか、おうちの(ひと)(たし)かめよう。
  • ()化学(かがく)薬品(やくひん)電気(でんき)製品(せいひん)などを使(つか)うときは、かならずおうちの(ひと)といっしょにしよう。
  • つまようじやフォーク、シャープペンシルのしんなど、(さき)のとがったものを使(つか)うときは、けがをしないように()をつけよう。
  • はさみやカッターナイフを使(つか)うときは、けがをしないように()をつけよう。
  • むずかしい実験(じっけん)をするときは、おうちの(ひと)手伝(てつだ)ってもらおう。
  • 実験(じっけん)使(つか)った()(もの)などは、絶対(ぜったい)(くち)()れないこと。
  • 実験(じっけん)()わったらきちんとあとかたづけをし、実験(じっけん)使(つか)ったものを、家族(かぞく)(くち)()れたりしないように()をつけよう。
  • 実験(じっけん)使(つか)ったものや(つく)った作品(さくひん)は、(ちい)さい()()のとどかない場所(ばしょ)にしまうこと。
  • 実験(じっけん)をしたあとは、(かなら)()をよくあらうこと。
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