PR

  メニュー閉じる

PR

実験

水(みず)を注(そそ)ぐとわき出(で)る!? ヘロンのふん水(すい)

PR
実験 水(みず)を注(そそ)ぐとわき出(で)る!? ヘロンのふん水(すい)

これは約(やく)2000年(ねん)前(まえ)の発明家(はつめいか)・ヘロンが考(かんが)えたふしぎな装置(そうち)。水(みず)をくみ上(あ)げるしくみはないのに、水(みず)を注(そそ)ぐだけで水(みず)がわき出(で)てくる! どういうしくみか、わかるかな?

用意(ようい)するもの

  • シリコーンフォンデュポット・・・A
  • 高(たか)さのある容器(ようき)・・・B
  • ペットボトルキャップ&ストロー(2個(こ))・・・C/D
  • 曲(ま)がるミニストロー(直径(ちょっけい)4mm×16cm)
  • シリコーン補修(ほしゅう)材(ざい)
  • 目打(めう)ち
  • クリームしぼり袋(ぶくろ) 口金(くちがね)付(つき)
  • はさみ
  • 油性(ゆせい)ペン
  • じょうぎ
  • セロハンテープ
  • 500mlのペットボトル(2本(ほん))・・・E/F
  • カッター
  • カッターマット
  • 水(みず)

ヘロンのふん水(すい)の作(つく)り方(かた)

※シリコーン補修(ほしゅう)材(ざい)が乾(かわ)くのに8時間(じかん)くらいかかるから、時間(じかん)に余裕(よゆう)をもって取(と)り組(く)もう

[1]

ペットボトルキャップに付属(ふぞく)のシリコーンチューブと、伸(の)ばしたミニストローを図(ず)の長(なが)さにカットする。

※図(ず)のなかの数字(すうじ)は長(なが)さ(cm)

〇で囲(かこ)んだ部分(ぶぶん)はななめに切(き)る。

[2]

ペットボトルキャップ[C]のフタを取(と)り外(はず)し、[キ]のストローを取(と)り付(つ)ける。

フタはひねるようにすれば簡単(かんたん)に取(と)り外(はず)せるよ。

[3]

シリコーンフォンデュポット[A]の中央(ちゅうおう)にペットボトルの口(くち)をおしつけて型(かた)をつけ、油性(ゆせい)ペンでなぞる。その線(せん)に沿(そ)ってカッターで切(き)り、穴(あな)をあける。さらにその横(よこ)に、直径(ちょっけい)1cmの穴(あな)をあける。あとで水(みず)もれしないように、少(すこ)し小(ちい)さめにするのがポイント。

※カッターを使(つか)うときは必(かなら)ずカッターマットを敷(し)き、ケガをしないように注意(ちゅうい)する

ペットボトルの口(くち)をおしつけて型(かた)をつける。
油性(ゆせい)ペンでなぞる。
カッターで切(き)り取(と)る。
横(よこ)に直径(ちょっけい)1cmの穴(あな)をあける。

[4]

クリームしぼり袋(ぶくろ)に付(つ)いている口金(くちがね)を写真(しゃしん)のように切(き)り、[ア]のシリコーンチューブを差(さ)しこむ。これを2であけた小(ちい)さいほうの穴(あな)に上(うえ)から差(さ)しこむ。

カッターで切(き)りこみを入(い)れてから、はさみで切(き)ると作業(さぎょう)しやすいよ。
シリコーンチューブ[ア]は口金(くちがね)の先端(せんたん)から出(で)るように、しっかり引(ひ)っ張(ぱ)り出(だ)す。
3であけた直径(ちょっけい)1cmの穴(あな)に差(さ)しこむ。

[5]

ペットボトルキャップ[D]のフタを取(と)り、シリコーンパーツを取(と)り出(だ)す。両側(りょうがわ)から目打(めう)ちで穴(あな)を広(ひろ)げ、先(さき)をななめに切(き)った付属(ふぞく)のポリエチレンストローを差(さ)しこむ。

フタをひねるようにして取(と)り外(はず)す。
シリコーンパーツを取(と)り出(だ)す。
目打(めう)ちで両側(りょうがわ)から穴(あな)を広(ひろ)げる。
先(さき)をななめに切(き)ったポリエチレンストローを差(さ)しこむ。

[6]

5をキャップに戻(もど)し、1で用意(ようい)したストローとシリコーンチューブを図(ず)のように取(と)り付(つ)ける。

[7]

ペットボトル[E]を横(よこ)に倒(たお)し、肩(かた)部分(ぶぶん)に目打(めう)ちで穴(あな)をあける。ペットボトルがすべらないように下(した)にカッターマットなどを敷(し)こう。あけた穴(あな)に[カ]のシリコーンチューブを差(さ)しこむ。

※ペットボトルに目打(めう)ちで穴(あな)をあけるときは、すべらないように注意(ちゅうい)する。難(むずか)しいときはおうちの人(ひと)に作業(さぎょう)してもらう

シリコーンチューブが通(とお)る大(おお)きさになるように、根元(ねもと)のほうまで目打(めう)ちを差(さ)しこみ、穴(あな)を広(ひろ)げる。

[8]

ペットボトル[E]とシリコーンチューブ[カ]のつなぎ目(め)の隙間(すきま)と、ペットボトルキャップ[C]の空気穴(くうきあな)をシリコーン補修(ほしゅう)材(ざい)でうめる。

※シリコーン補修(ほしゅう)材(ざい)を手(て)で触(さわ)らないように注意(ちゅうい)する

[9]

シリコーン補修(ほしゅう)材(ざい)がしっかり乾(かわ)いたら(気温(きおん)などにもよるけど、だいたい8時間(じかん)くらい乾(かわ)かす)、ペットボトル[E]と高(たか)さのある容器(ようき)[B]をセロハンテープでつなぐ。

[10]

完成(かんせい)図(ず)を参考(さんこう)に、次(つぎ)のように組(く)み立(た)てる。

・ペットボトル[E]にシリコーンフォンデュポット[A]をかぶせ、上(うえ)からペットボトルキャップ[C]を取(と)り付(つ)ける。

・ペットボトルキャップ[D]をもう1つのペットボトル[F]に取(と)り付(つ)ける。

・ペットボトルキャップ[D]の中心(ちゅうしん)から出(で)ているストロー(ク・イ・ケ)を、ペットボトル[E](シリコーンチューブ[カ])につなぐ。

・ペットボトルキャップ[D]のもう1本(ほん)のストロー(コ・ウ)をシリコーンフォンデュポット[A]の下(した)から出(で)ている口金(くちがね)(シリコーンチューブ[ア])につなぐ。

完成(かんせい)図(ず)。
完成(かんせい)図(ず)(上(うえ)から)。

実験(じっけん)しよう

[1]

ペットボトルキャップ[C]を外(はず)し、ペットボトル[E]にシリコーンチューブ[カ]の下(した)くらいまで水(みず)を入(い)れ、ペットボトルキャップ[C]を戻(もど)す。

[2]

シリコーンフォンデュポット[A]に水(みず)を注(そそ)いでみよう! 水(みず)がわき出(で)てくるよ。

つまづきポイント

実験(じっけん)がうまくいかない場合(ばあい)は、以下(いか)のつまづきポイントをチェックしてね。

 

●シリコーンフォンデュポット[A]からペットボトル[F]へ水(みず)が流(なが)れていかない。

→→シリコーンチューブやストローが詰(つ)まっていないか、ペットボトル[F]の中(なか)のストロー[シ]の先(さき)がふさがったり上(うえ)を向(む)いていたりしていないかを確認(かくにん)する。

●水(みず)は流(なが)れていくのに、ふん水(すい)が出(で)ない。

→→どこかで空気(くうき)や水(みず)がもれて圧力(あつりょく)が下(さ)がってしまっているので、次(つぎ)の4つのポイントを確認(かくにん)する。

(1)ストローとシリコーンチューブの接続(せつぞく)部分(ぶぶん)→→隙間(すきま)のないように接続(せつぞく)し直(なお)してみる

(2)ペットボトル[E]とシリコーンチューブ[カ]の接続(せつぞく)部分(ぶぶん)→→隙(すき)間(ま)があればシリコーン補修(ほしゅう)材(ざい)でふさぎ直(なお)す

(3)ペットボトルキャップ[C][D]→→ゆるんでいたら、しっかりしめ直(なお)す

(4)ペットボトルキャップ[C]の空気穴(くうきあな)→→泡(あわ)(空気(くうき))が出(で)ているときはシリコーン補修(ほしゅう)材(ざい)でふさぎ直(なお)す

●水(みず)を注(そそ)ぐと、ペットボトル[E]との間(あいだ)から水(みず)がもれる。

→→シリコーンフォンデュポット[A]にあけた穴(あな)が大(おお)きすぎて隙間(すきま)ができてしまっている。シリコーン補修(ほしゅう)材(ざい)で隙間(すきま)をうめよう。

●口金(くちがね)のまわりから水(みず)がもれる。

→→口金(くちがね)はシリコーンフォンデュポットの穴(あな)にしっかりと差(さ)しこむ。それでも水(みず)がもれるときは、シリコーン補修(ほしゅう)材(ざい)で隙間(すきま)をうめよう。

●水(みず)が思(おも)ったほど勢(いきお)いよく出(で)ない。

→→このあとの発展(はってん)で紹介(しょうかい)するノズル工作(こうさく)を試(ため)してみよう。

発展(はってん):ふん水(すい)の勢(いきお)いが強(つよ)くなる「ノズル」をつくろう

3cm程度(ていど)に切(き)ったストローに半分(はんぶん)ほど切(き)りこみを入(い)れ、水(みず)の通(とお)り道(みち)が細(ほそ)くなるように少(すこ)し重(かさ)ねながらセロハンテープで固定(こてい)する。これで、ふん水(すい)の勢(いきお)いを強(つよ)くする「ノズル」の完成(かんせい)! ふん水(すい)が出(で)てくる部分(ぶぶん)に差(さ)しこんで、同(おな)じように実験(じっけん)してみよう。

はさみで切(き)りこみを入(い)れる。
水(みず)の通(とお)り道(みち)が細(ほそ)くなるようにセロハンテープで固定(こてい)。
ふん水(すい)がわき出(で)てくる部分(ぶぶん)に差(さ)しこむ。

なぜ どうして?:水(みず)がわき出(で)てくるしくみ

最初(さいしょ)にシリコーンフォンデュポット[A]に注(そそ)いだ水(みず)は、ストローを通(とお)ってペットボトル[F]に流(なが)れていく。すると、ペットボトル[F]の中(なか)の空気(くうき)がおし出(だ)されて、もう1つのストロー通(とお)ってペットボトル[E]に空気(くうき)が移動(いどう)する。そして、今度(こんど)はその空気(くうき)がペットボトル[E]の水面(すいめん)をおして、水(みず)がわき出(で)てくるというしくみなんだ。

注意(ちゅうい)

・実験(じっけん)は、必(かなら)ずおうちの人(ひと)といっしょにしよう。
・実験(じっけん)前(まえ)にこの作(つく)り方(かた)とヒント、注意(ちゅうい)をしっかり読(よ)んで、まちがった手順(てじゅん)で行(おこな)わないようにしよう。
・実験(じっけん)に使(つか)う材料(ざいりょう)は、おうちの人(ひと)に用意(ようい)してもらうこと。
難(むずか)しい作業(さぎょう)はおうちの人(ひと)にやってもらうこと。
・実験(じっけん)のあとは、おうちの人(ひと)といっしょにあとかたづけをして、小(ちい)さい子(こ)どもの手(て)がとどかないところにしまうこと。

監修(かんしゅう):秀明大学(しゅうめいだいがく)/大山(おおやま)光晴(みつはる)

レポートのまとめ方
のコツはこちら!

自由研究人気ランキング

場所でさがす

ほかのいろんなさがし方

PR
PR

PAGETOP