2021.08.21

自由研究にも最適!手づくり噴水で「サイフォンの原理」を学ぼう

100均素材で1日でできる【おそとで実験教室】理系脳が育つ科学の見方・あそび方を専門家が徹底解説

寄稿家:齋藤実

撮影:Yuchi、 モデル:Saki

多くのちびっ子が実験にいそしむ日本の夏。お庭やベランダで手軽にできる屋外実験をご紹介しましょう。実際にさわって、動かして、自分の目で見る経験は、理科教育の基礎になります。現役理科教諭の齋藤実先生に、幼児にもわかる「科学の見方」も解説してもらったので、小中学生のお兄さん・お姉さんの自由研究にもおすすめです。

※必ず大人がいっしょに実験しましょう。ハサミやカッターなどでのケガ、小さい部品の誤飲事故にも注意が必要です。

今回のテーマ

「サイフォンの原理」

コーヒーの抽出や、水そうの水の入れ替えなどで有名な「サイフォン」。自由研究でも人気のテーマです。液体で満たした管を利用して、大気圧(たいきあつ)や水圧といった見えない力で液体を上下に移動させます。この原理をつかったミニ噴水は、夏の水あそびにも最適です。

手づくりミニ噴水で夏の水あそびをグレードアップしよう

撮影:Yuchi

【必要なもの】

ペットボトル(1.5〜2Lの大きめのもの)
曲がるストロー(細めのもの)数本
ダブルクリップ
テープ
はさみ

【つくり方】

(1)噴水口をつくる
ストローの片端を折り曲げ、ダブルクリップでとめます。水がふき出す向きを考えながら、穴を3〜4個あけましょう。

ストローに穴をあけるときは、安全ピンや画びょうを使うと便利。小さい子は大人にお願いしよう。撮影:Yuchi

(2)ストローをつなぐ
設置する場所に合わせて、必要な長さのストローをつなぎます。ペットボトルの高さを往復して、さらに低い位置に噴水口を置くので、ペットボトルの高さの3倍以上の長さが必要です。先端には噴水口をつなぎましょう。ペットボトルの口と噴水口の高低差が大きくなるほど、水は勢いよく出ます。

設置する場所に合わせて長さを決めよう。撮影:Yuchi

ストロー同士をつなぐときは、端に1cm程度の切り込みを入れると入りやすくなります。水が流れる先のストローが外側になるようにつなぐのが、水もれ防止のコツ。さらに、つなぎ目をテープで補強してもいいでしょう。

【あそび方】
まず、水を入れたペットボトルを、台の上などの高い位置に置きます。つぎに、バケツなどにはった水にストロー全体をしずめて、中に水を入れましょう。最後に、ストローの中の水をなるべくこぼさないよう、速やかにペットボトルに挿し、噴水口を低い位置に置きます。しばらく待つと、噴水が自然にふき上がってくるはずです。

最初はタイミングが難しいかもしれませんが、コツをつかめばストロー全体の1/3ぐらい水が入っていればできるようになります。

ペットボトルの高さを変えると、噴水の勢いがどう変わるか調べてみよう。撮影:Yuchi

【結果発表!】

・ペットボトルの口の高さまで、水がストローをのぼり、噴水口までさがってふき出しました。
・ペットボトルと噴水口の高低差が大きいほど、噴水は勢いよくふき出しました。

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