【小学2年生の家庭学習】簡単な科学マジックに挑戦! 〜サイフォンの原理〜

ここ最近の話なのですが、図書館から面白い本を借りてきまして。
最近のお風呂タイムは、母娘の実験タイムと化しています。(笑)

親子で実験を楽しむコツは
科学マジックショーを気どること!

今日は自宅で楽しめる簡単な実験を紹介したいと思いますので、是非、親子でやってみてください。

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水は低いところへと流れる?

「重力」なんて言葉を聞いたことがある長女。
全ての物質は上から下へ落下すると思っています。

でも。
ある条件を満たせば
水は自力で上へ登るのです。

さぁ、実験をしよう!

準備するものはこれ

  • コップ
  • ティッシュ 
  • 食紅

これだけでやれちゃいます。(爆)

食紅はなくても実験はできますが、あった方がよいです。
水に色があると、それが重力に逆らって移動する様子が分かりやすいのです。

ちなみに、↓ の食紅は液体でして。
色々な実験をする時に使いやすいので、購入をおすすめしたいです。

色の合成遊びなど、我が家では大活躍しています。(笑)

実験前の準備はこれだけ

使うものが揃ったら
ティッシュを半分に切り、それを数回折って短冊状にしておきます。

手間はこれだけ。
あとは色水をコップの中に作るだけです。

準備も実験も簡単でないと
ワーママが自宅で実験遊びをするなんて無理ですから!

私が子供と行なう実験は雑でもやれてしまうものばかりです。(笑)

さて。
いよいよ、実験です。

実験と言っても、これまた簡単で。
色水にティッシュを浸すだけです。(笑)

いざ、ショータイム (実験) !

乾いたティッシュを浸けてみると…?

※ 写真は再現写真です

ティッシュを色水へ漬けると
直ぐに色水がティッシュの橋を登り始めます

「下から上に水が動いた!?」

そう。
水分子は密に繋がっている場合
重力に関係なく落下する方向を変えることができるのです。

ティッシュを使っているので「落下」という感じがしませんよね?
それに関してツッコミがあった場合は、最後に紹介する本を読み聞かせてあげるとよいです。
小学生でも分かりやすいですよ。

色水はコップの外へと出ていくのか?

10分ほど経過すると
水がコップの縁を超え、外側に垂らしたティッシュから水滴が落ち始めます。

面白いのは、ここから。
よぉ~く観察してください!

ティッシュから水が滴る場合とそうでない場合があるのです。

お子さんが気がつかない場合は
ティッシュを長く外へ垂らしたり、短く垂らしたり。
色水を増やしたり減らしたり。
ヒントを与えてみてください。  

色水はティッシュの橋を登ってコップから逃げ出す。
でも、脱出するには条件がある。

どうしたら色水をコップから逃がすことができるのか?

名探偵ごっこをしても面白いですよ。(コナン風?) 

色水の移動速度は変えられるのか?

ところで。
色水の移動速度を変えることはできるのでしょうか?

そんな実験もついでにできます。(笑)

↑ 右のティッシュからはゆっくりと色水が落ち、左のティッシュからは早く色水が落ちて水たまりができています。

コップの外にティッシュを数本、垂らしてみてください。
その時に長さを極端に変えてあげると、現象に気がつきやすいです。

外側に長く垂れているティッシュと短く垂れているティッシュを比べてみると、水面よりティッシュの端が低ければ低いほど早く水が滴り落ちていきます(驚)

濡れたティッシュを浸けてみると?

待ち時間が長いと子供は飽きますので
乾いたティッシュと濡れたティッシュでは、色水の移動に差があるのか?
そんなことを調べてみるのも面白いです。(笑)

水が移動する速度は一目瞭然。

濡れたティッシュでは、色水は速やかに流れていきます

乾いたティッシュでは、水分子が個々に移動するイメージ。
濡れたティッシュでは、仲間を引っ張りながら協力して登っているイメージで観察すると良いと思います。(笑)

最終的な結果は同じですので
お急ぎの方は濡れたティッシュだけで実験してもよいと思います。

本当はストローで実験するのがオススメ !

ここで、今更なのですが。

これらの実験は
ストローで行うのがベストです。
透明の菅を使うと、色水の動きがクリアに観察できるからです。

ポンプがないのに勢いよく色水が流れ出すので、盛り上がりますよ。(笑)

ただ、その場合は
ストローの中から空気を出す必要がありまして
それが子供には難しい! (汗)

小学生なら
直ぐにできると思いますけどね。

実験初心者の場合は
空気を抜く必要がないティッシュの方が簡単でオススメです。

この実験の参考本はこれ!

水は上から下にしか流れない
そんな固定観念ができてしまっていると、この実験結果は不思議に感じると思います。

なぜ水は上へ移動できるのか?
その答えは以下の本に示されています。

家でもできる
水を使った実験が沢山書かれていますから、オススメです。

よじのぼる水

さいごに

今日、ご紹介した実験は
「サイフォンの原理」を利用したものです。

水には分子同士が強く引き合う性質がありまして。

水分子が詰まった菅(今回はティッシュ)の頂点を界に分子同士が引っ張り合い、水面より菅の端が低い場合のみ、管外へと引き出されていきます。

この原理は
高いところから低いところへ
流れる速度を調節しながら水を移したい時に便利でして。

灯油を組む赤いポンプはこの原理を利用したものです。

大きな水槽からポンプなしで水を抜いたり
応用できる場面を使って実験して見せても面白いかもしれません。

簡単ですから、是非やってみてくださいね。