‐‐‐ 空気は力持ち？ ホバークラフトに乗ってみましょう！ ‐‐‐
ホーム ＞ 2010年度の実験 ＞ 2011年２月16日 空気の実験
みんなで、ホバークラフトに 乗りました。
今回で今年度最後のクラブです。 今回は、空気の実験です。 空気の実験は、管理人としては、
昨年度のうちにやってみたいと思っていました。 しかし、昨年度は希望がなかったので、やりませんでした。
このため、1年以上の間、管理人は、こんなこともやりたい、あんなこともやってみたい、などといろいろな
実験を考えていました。 今年度に、ようやく空気の実験をやることとなりました。
こんなスケッチを描いて、どんな実験をするか構想を練りました。
（管理人は、絵は下手です。(^_^;) ）
科学実験好きな方でしたら、絵を見ただけで、何の実験かお分かりになるかと思います。 この中から、
幾つか実験をやろうともいます。 今回のクラブが、今年度最後のクラブなので、気合いを入れていきます。
今回もクラブの前に、準備をしました。 大きなものとしては、ホバークラフトの製作です。
また、逆さコップ（コップに水を入れ、板などで蓋をして逆さまにする）の実験をやるために、
逆さコップの板選びや、重りを吊るすための実験道具を作りました。 また、ふれあい水槽などと
呼ばれているような、下の口があいた水槽をペットボトルを使って作りました。 それから、サイホン
コップ（ ある所まで水を入れるとこぼれだしてしまうコップ）を、みんなに作ってもらおうと思っていましたが、
時間内に接着材が乾きそうにないのと、製作時間が足りないので、みんなの分をあらかじめ作製しました。
空気の流れを体感してもらう小実験も予定したので、以下に出てきますが、ストローや厚紙、紙などを
あらかじめ用意しました。
・ 直接当日の様子を、すぐにご覧になりたい方は、こちら です。
（当日の様子にジャンプします。）
事前の準備です。
＜ホバークラフトの製作です。＞
まずは、ホバークラフトの製作です。 製作の詳しい様子は、こちらの実験機器・材料のページで
紹介する予定です。
今回は、いつもお世話になっている、東京書籍の｢おもしろ実験・ものづくり事典｣という本に出ている
ホバークラフトの製作記事を参考に作製しました。この本のホバークラフトは、板の上に三角柱の空気室を
置いて、三角柱の上に掃除機のモーターを取り付けます。そして、下の板には、三角柱の三つの角に
あたる部位（三角柱の内側）に穴を開け、その穴を中心にタイヤのチューブを取り付けます。
今回、管理人は、三角柱の側面を作るため、板に角度を付けて切りだす自信がなかったのと、
クラブまで時間も無かったので、不格好ではありますが、空気室は、そのまま箱型の本体として、
（ただの箱として）作製してみました。 材料が多くなるので、重量がかさみ、うまくいくか自信が
ありませんでした。
さっそく製作です。 （ 詳しい様子は、こちらです。（機材・材料のホバークラフトのページに移動します。） ）
まず、安いサブロク板（三尺×六尺、約90cm×約180cmの板です。）を二つに切って、90×90ｃｍの板を
2枚にします。（ホームセンターのカットサービスが便利です。自分出来ると、まっすぐに切るの難しいです。）
そして、幅15cm、長さ４ｍ、厚さ約20mmの定尺の杉の単板（トータルで考えると、長い方が安いので、長いの
を購入しました。そのままでは車に積めないので、90cmホームセンターでカットしてから持ち帰りました。
その方が安いです。側面の板の厚さ分だけ、2辺は、短くなっています。 90cm×２、86cm×２となります。 ）
そして、箱を作ります。 このような平たい箱です。 空気室、兼、本体としました。
（夜の作業なので、良く写っていません。すいません。）
箱の上の面の中ほどに、穴を開けます。 （自由錐という道具で開けました。）
ここに、掃除機のモーターを取りつけます。
今度は裏返して、底面に下の写真のように穴を開けました。（5個×３カ所）
そして、一輪車のタイヤのチューブを両面テープで付けました。
（上記とは、違う日に作っています。）
今度は、上面の穴に、掃除機のモーターを取りつけます。
家にあった、あり合わせの金具で付けたので、不格好です。 コードリール内にヒューズを
内蔵している事や、コードの巻き取りのため、掃除機のコードリールも付けました。
（あまり、見慣れないものと思います。掃除機の中では、このリールが、ぜんまいバネで、くるくる回って
クルクルと巻き取られています。）
これの上部に椅子をのせました。
早速、人を乗せて実験してみると、・・・
うまくいきました。
その後、足をのせる所だけ、緑のペンキで塗装しました。
冬の夜の外での作業なので、床面に残っていた水は、凍っていました。
耳が痛いです。
取っ手をつけて、とりあえず完成です。
< 逆さコップの実験に使う板の材料の選定、製作です。＞
詳しくは、こちらです。（機器・材料のページの逆さコップの板のページです。）
逆さコップの実験もやってみたいと思いました。 コップに水を入れて、板で蓋をして逆さにしても
こぼれないという実験です。管理人は、小さいころ、ハガキで実験をしたことがありますが、板だけでなく、
さらに板に重りを付けて吊るしたいと思いました。 板にひもを付けて吊るすだけだから、簡単だと思って
いました。
うまくいったのは、ホワイトボード用板、ゴム板、軟質塩ビケース、あとは、（この写真には入っていませんが、）
プラ板です。（ これらの詳細は、こちらのページでご覧ください。 ）
いろいろありましたが、結局、NHKの｢大科学実験｣のコップは力持ちに習って、ゴム板を利用しました。
ゴムのシートにネジを付け、ボルトで固定し、糸を付けました。そのままでは、空気が漏れたので、
接着剤で固定しました。
これを、テーブルの数だけ用意しました。
また、１００均で、蓋つきのお椀を用意しました。 中に水を入れて蓋をし、逆さにすると
水はこぼれません。 こちらもテーブルの数だけ用意しました。
＜ サイホンコップ ＞
（ 名前が、適切かわかりません。・・・ サイホンは、最近は、厳密には空気の実験と言うより、位置エネルギーの差を
利用した実験ということになっていますが、空気も関連するので、今回は取り上げました。）
少量水を入れただけではこぼれませんが、一杯水を入れるとこぼれてしまう（下から水が出る）という
サイホンの原理を利用したコップです。 利用したストローは、太さが７．２ｍｍでした。７．２ｍｍの
ドリルの刃は手元には無かったので、７ｍｍの穴を開け、そこに無理やり通しました。そして、
プラスチック用接着剤で固定しました。 写真のように、ストローの曲がる部分を利用しました。
ストローの逆U字の外側の口は、コップの内部（底）ですこし浮いています。 内側の方は、底の穴を
通っていて、コップの外部（底）に口が開いています。 人数分だけ用意しました。
＜その他＞
ペットボトルの下部が開いている容器を、（ふれあい水槽）を用意し、中にメダカを入れました。
下の字は、｢切れ込みが入っていて、開いている。開くようにつっかえ棒が入っている。｣となっています。
その他、吸盤や、ゴムのシートにナベブタの取っ手をつけた吸盤等も用意しました。
黒と黒なので見にくいですが、ゴムシートの中心に、鍋蓋の取っ手がついています。
その他、いろいろです。・・・ 空のペットボトルは、職場で調達しました。・・・
今回は、掃除機やブロアー、ホバークラフトなど、大きな機材が多く、搬入がちょっと大変でした。
廊下でホバークラフトにのってもらうため、リールコードを学校からお借りしました。各テーブルに、
実験材料をあらかじめ用意しました。
集まってきた人たちから、空気の流れの性質を見てもらうための実験に仕様する紙を、
あらかじめ切り抜いてもらい、ストローをテープで貼ってもらいました。
クラブの開始です。 本日は、インフルエンザのため、唯一の男子児童がお休みです。
はじめは、サイホンの実験をやりました。
（ 前述の通り、サイホンは、最近は、厳密には空気の実験と言うより、位置エネルギーの差を利用した実験と
いうことになっていますが、空気も関連するので、今回は取り上げました。）
灯油のポンプを使って、実演です。一度、下に水が流れ出すと、ポンプを押さなくても流れます。
今度は、１００均の金魚のエアポンプ用チューブを使い、各テーブルでみんなにやってもらいました。
やはり、一度流れ出すと、自然に流れ続けます。
今度は、チューブを高くしてみます。 それでも、流れます。
みんなもやってみました。
どのぐらいの高さまで、チューブを持ち上げても、水は流れるでしょうか？ という クイズを出しました。
（このチューブは、２ｍぐらいしかありませんので、実際には確かめられませんが、・・・・）
次は、逆さコップの実験です。 まずは、プラ板です。 ちゃんと密着させないと、こぼれてしまいます。
（持ちやすいように、ワイングラスやシャンパングラスを利用しています。）
意外だったのは、みんな知っていても、実際にやったことのある児童が少ないことでした。・・・ (^_^；)
逆さ蓋つきお椀実験もしました。
揺らしたり、蓋を触ったりすると、カタカタ音がするので、なんだか不思議です。
そして、逆さコップに重りを吊るす実験です。
ますは、５００ｍｌの水入りペットボトルを１本吊るします。
うまくいきました。
そして、２本目です。
（ 後ろで半分写っていらっしゃるのは、見学にいらっしゃった校長先生です。）
２本目も うまくいきました。
そして、３本、４本と増やしていきました。 みんな、ドキドキ、ハラハラしています。
成功しました！
原理的には、・・・ グラスの開口（直径が約 ６ｃｍ）の面積は、（半径）×（半径）×３．１４なので、
３×３×３．１４＝２８．２６㎠ あります。 大気圧は、１㎠あたり約１ｋｇなので、約２８．２６ｋｇまで、
耐えられることになります。 しかし、実際には、中の水の重量やゴムの重量などもあり、また、
ゴムの強度もありますので、そんなには耐えられないと思います。 みんなには、原理的には、
この程度耐えられるということも簡単に紹介しました。
重りをはずした後、ゴムの端をちょっと触ると、・・・
水が、じゃーっとこぼれます。 みんな盛り上がっていました。 やっぱり、ゴムは接着されていません。
その後、各テーブルで、各々やってもらいました。
空気の押す力を見てもらうために、気圧計も用意しました。
チャックつきのビニール袋に気圧計を入れます。 そして、ビニールを押すと、中の気圧計の
針が動きます。 ぐいぐい押すと、針がぐいぐい動くので、空気で押されているという感じは
少しは分かってもらえたでしょうか？
また、｢晴雨予報グラス｣（Amazonのページへリンク）と言う、気圧計もチャック付きビニール袋に入れてみました。
中の空気の圧力（水で封印されている）と外部の空気の圧力の差で、水位が変化するという原理ですが
こちらも、ビニールを押して加圧すると、中の水がぴくぴく動きます。
空気が（大気が）水を押している、 下に口が開いた水槽（容器）も準備しました。（写真左下）
写真では見えにくいですが、中に、メダカが２匹入っています。
右は、同様の物として見てもらいましたが、説明が下手なので、どこまでわかってもらえたか不明です。・・・ (^_^；)
次も空気が押しているという事を見てもらうため、真空容器を用意しました。
風船が無かったので、ウィだーインゼリーの容器で代用しています。
（あらかじめ、真空引きしてあるのですが、）真空容器の中で、パンパンにふくれています。
これを、弁を開けて空気を入れると、・・・
ペチャンコに、つぶれてしまいました。
もう一度、真空引きすると、・・・ を行いました。
そして、お決まりの空き缶つぶしも行いました。
（管理人の家では、前日に、家族みんなでジュースを飲みました。・・・）
コンロで、少量の水の入った空き缶を熱し、沸騰したら逆さにして水につけます。
結構大きな音がするので、みんなびっくりです。 でも、空気に上から押されている（大気圧）感じは、
実際に実感できないですよね。
空気の重さを体感してもらうため、大きな袋に空気を詰めて、後方からぶつかってもらいました。
予定では、ソーラーバルーンの残りのマルチシートから、大きな円柱状の袋を作り、それを使って
実験する予定でしたが、準備に時間がなかっため、普通の大きな袋を使用しました。 効果は、
いま一つでした。・・・
今度は、空気の流れの性質について見てもらうため、大月書店の｢科学あそび大図鑑｣から、
いくつか空気の実験をやりました。
空気の流れによって、紙が吸い寄せられる実験です。
（吹くと空気の流れによって、紙が流れの方に吸い寄せられます。気圧差が生じるためという事については、あまり触れませんでした。）
ストローに固定した小さな紙片の上から息を吹くと、下の一回り大きな紙片が、上の紙片に吸いつく
という実験です。 うまくいくと、高くまで持ちあげられます。
みんな真剣にやっています。
”コ”の字の紙を写真のように伏せて、ストローで紙の下を吹くと、紙が空気の流れの方によるため
へこみます。
このような実験の後で、掃除機やブロアーから出る空気の流れに、いくつかの物を浮かしてみました。
まずは、発泡スチロールの球です。
傾けても、ボールは浮いたままです。
予備実験の際は、ペットボトルはうまくいったのですが、実際の実験では、うまくいきませんでした。
でんじろう先生のように、電球も浮かしてみました。
（ 予備実験では、ソケットコードを付けて、点灯してやってみましたが、本番では時間がなく、できませんでした。）
そして、本年度最後の実験です。
空気の力を実感してもらうため、みんなでホバークラフトに乗ってもらいました。
みんなで、交代で乗りました。
これで、今回の実験、今年度の実験は終わりです。
みなさん、 １年間 お疲れさまでした。
クラブの多くの児童は６年生です。 みんな、中学に行っても、元気で頑張ってくださいね。
５年生のみなさんは、また、来年度、お会いしましょう。
最後に、みなさんから、お礼のメッセージを頂きました。 ありがとうございました。
管理人としては、感謝感激です。
（ せっかくなので、 後日、他のページに アップします。）
後片付けをしている時に気がついたのですが、サイホンコップをみんなに配るのを忘れていました。
（時間に追われていたため、忘れていました。） このため、担当の先生に、後日、みんなに渡してもらう
ことにしました。みなさん、お家でやってみて下さい。
<気付いた点、反省点など>
１． ３学期の短期間に、４つの実験は、準備が少し大変であった。一部、予定の準備が間に合わない物もあった。
冬休みの間に、もっと計画的に準備をしておくべきだった。
２． 空気の実験ということで、系統立ててやったつもりであるが、実験の内容が多すぎたようだ。 最後の回ということで、
いろいろ見てもらいたいという事もあり、あれもこれもやっってしまったという感じだった。もう少し実験を厳選したり、
実験の前に、みんなに結果を予想してもらったりしながら進めた方が、良かったようにも思えた。時間もオーバーしてしまった。
３． 空気の重さを実験してもらうための袋（体にぶつけて、勢いで重さを実感してもらう）は、大きめの袋では、重さに対して、
空気抵抗が大きくうまくいかなかった。当初予定した、大きな円柱状のバルーンが必要であると思われた。
４． 費用がかからず、また、事前の準備もそれほど必要無いため、缶つぶしなどは、各テーブル単位でやってもらっても
良かったと思われた。
５． 勢いで、ホバークラフトを作ってしまったが、保管場所が無く困った。 もう少し手間をかけても、小さい方が良かったようだ。
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千葉県 柏市立富勢西小学校 科学クラブ 日記