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2015年度親子理科実験教室(春~夏コース)第2回を開催しました

6月21日(日)、親子理科実験教室、春~夏コース第2回が京都大学理学部セミナーハウスにて行われました。
担当講師はお馴染み松林昭先生、第2回テーマは「アルキメデスの発見 ~ 金属でも水に浮くの?~」です。

今回は”浮く力”について学んでいくということで、まずは”浮力”について知っていることを班ごとに話し合い、発表しました。そして、今持っているものが実際に浮くのか浮かないのか、班ごとに用意された小さな水槽に入れて、試します。子どもたちは、鉛筆や消しゴム、硬貨、乾電池、最後は水の入ったペットボトルなど、様々なものを入れて試していました。

では、どんなときに物は水に沈み、どんなときに浮くのか、それを確かめるため、いよいよ粘土を使って浮き沈みの実験を行います。
粘土を丸めて水の中に入れると、粘土は沈みます。また、粘土を半分にちぎって小さい丸にしても、同様に沈みます。丸い形であれば、重さに関係なく粘土は沈むこをが確認できました(但し、とても小さくすると浮くものがありましたが、それは表面張力によるものです)。
そこで、次は粘土をどんな形にすれば浮くようになるか、それぞれで考えて発表します。子どもたちは一生懸命工夫して浮くような形にして試していました。その後の発表では、お椀の形にすれば浮いたが、穴を開ければ沈んだなど、いろいろな意見が出ていました。

次は、アルキメデスが王様から受けた「見た目ではわからない金の王冠に混ぜ物が入っていないか確かめる」という依頼を、教室のみんなが代わって引き受けるとしたら、どのようにすればよいかを考える実験です。
まずは割りばしとタコ糸を使っててんびんを作り、重りの粘土を付けてつり合せます。同じ粘土でつり合っていれば、重りの部分を水に沈めてもつり合ったままです。
では、重りを見た目は同じでも少し変えてみるとどうでしょう。一方の重りの粘土の中にアルミホイルを丸めたものを入れてつり合わせたてんびんを、水の中につけてみます。すると、アルミ箔が入った粘土のほうが軽くなり浮きます。
このことから、アルキメデスが、王冠を水に浸けて純金との重さを比較することで、混ぜ物が入っていることを見破ったということが理解できました。

後半最初は、粘土で船の形を作って、なぜ重たい船が水に浮くのかを学びます。同じ体積の粘土でも、船の形にするなどして押しのける水の量が多いほど浮力が高まり、粘土は浮くことを実験で確かめました。

そして最後は、しょうゆ差しとナット使った浮沈子作りです。しょうゆ差しに空気を残したまま、少しだけ水を入れ、それを水で満たしたペットボトルに入れます。ペットボトルをギュッと押すと、この浮沈子が沈み、緩めると浮きます。
なぜこのような現象が起こるのかについて、先生が浮力との関係の説明をされて教室を終了しました。

次回は「不思議な科学実験を体験しよう! ~ 夏休みの自由研究にも役立てよう ~」というテーマで、7月26日(日)に同じく京都大学理学部セミナーハウスにて開催いたします。お楽しみに!!

<松林昭先生>
 
<教室の様子>
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