平成23年度　第10回　　竜之口サイエンスラボ

重い鉄の船がなぜ浮かぶか

平成23年12月26日　竜之口小学校

指導　和田

１	２

実験の流れ　　（○印　ホームページ編集者のコメント）

【質問１】　　重い鉄でできた船がなぜ浮かぶのか

【質問２】　　身近にあるもので水に浮くものはどんなもの？、沈むものはどんなもの？

【演示実験１】　　木片、粘土、りんご、人参、ジャガイモ、トマトなど　水につけてみる。

３	４

○　野菜の浮き沈みは地上のものは浮いて、地中の物は沈むというのが 目安だとか。

【問題３】　　物が浮くか沈むかを決めるには、重さのほかに何がいるか。

それは大きさ（体積）ですか。

【演示実験２】　　同じ大きさで、重さが違えばどうなるか。

●　タッパーウェアーに、空気、水、粘土を詰めて、水に入れ浮くか沈むかを見る。 ●　　「同じ体積の水より軽いものは浮き、重いものは沈む」　　＜比重＞

【演示実験３】　　あるものが浮くか沈むかは、姿勢によっても違う。 ●　　湯飲みを水に入れるとき姿勢によって浮いたり沈んだりする。

□　透明水槽に水を８分目ほど入れる、各テーブルに配る。 □　ゴム粘土の一袋をを５等分したものを受講者各人に渡す。

【各人実験１】　　ゴム粘土をどうすれば水に浮かぶか。（形は変えてもいいよ）

○　低学年ではコップの実験を見ていても、なかなか思いつかない。 　　　それでも低学年の児童にも２,３人いたかな。 　　高学年は割合簡単におわんをつくっていたようだった。

６	７

●　　粘土でお椀を作ればよい。＜それはなぜか＞ ●　　重い鉄でも、鉄を使って大きなお椀（船）を造れば、水に浮かせることができる。

【浮沈子の作成】 □　児童に持ってきたペットボトルを取りに行かす。　各人に「たれびんの魚」にナットをつけて重さを調節したものを配る。

【各人作成】　浮沈子を作成さす。 ●　魚のなかに適当に水をいれ魚が水の上下の途中に位置するように調整する。 ●　ペットボトルの栓をした後、ペットボトルに圧力を加えると浮沈子が上下する。このとき、魚の中に水が出入りしていることに気づかせる。　〜　潜水艦の原理

８	９	１０	１１

以下　高学年の組での実験　　　班毎実験の予定だったが時間の関係で全体で一つの実験となった。

【班毎実験】　　水につけた物体の重さはどうなるか。

●　ペットボトルに水をいっぱい入れ、その重さをバネ秤で測る。 　　そのまま水槽につけたら、その重さはどうなるか。予測させる。　？？？ 　　ばねばかりに吊したまま、水槽につけ重さを測る。

＜軽くなった＞　〜　＜最初の重さはどこへ行ったか。＞

１２	１３

＜アルキメデスの原理＞　「固体の全部または一部を液体中に浸すと、その物体が排除した液体の重さに等しいだけの浮力を受ける。」 ●　ここで、「重い鉄の船がなぜ水に浮かぶかが分かった」、すなわち 「排水量が、船の鉄板の重さより大きくなるようにすれば、船は水に浮く」

【演示実験】　　浮力の測定

●　錘５個をバネ秤で吊るしながら、秤の上に置かれたメスシリンダーの水に沈めていく。

●　錘が１個沈む毎に、バネ秤の重さ、水の体積、下の秤の重さを記録する。 ○　増えたり減った重さがどのように対応しているか（移動しているか）。浮力はどのように生じているか考えてみよう。

●　同じことを食塩水で行えば、塩水は水より浮力が大きい。（塩水の比重）

○　この講座の一番の見所はゴム粘土をどのようにして水に浮かべるか興味のあったところである。