『空気砲と渦輪』～流れがつくる形～リテラ探究学習研究レポート
昨年の研究では、風船ロケットカーを作ったN・T君。今年も「空気の働き」をテーマに、空気砲づくりに挑戦しました。納得をいくまで作り直して完成させた空気砲で、煙を使った実験をすると、きれいな煙の渦を観察することができました。
この研究をしたは、新小学５年生のN・Tさんです。
■プレゼンテーション動画
■リテラの先生からのコメント
空気砲作り、納得いくまで、作り直して、最後まで頑張りましたね。煙をつかった実験で、きれいな煙の渦が確認できたとき、先生も実験の楽しさを感じていました。
普段は目に見えないものが、見えるようになるところに、科学の面白さがありますね。
■テキスト資料
僕は、去年、リテラで風船ロケットカーを作りました。
今回もまた、空気の性質について調べるために、空気砲を作ることにしました。
まず最初に、ダンボールを用意して、ペンで丸く書いて、空気砲の発射口の部分をカッターで切りとりました。
それから、空気砲の空気を飛ばすための引き金を作りました。
丸く切ったダンボールを3つ重ねてビニールシートにくっつけます。
裏側にも丸いダンボールをはりつけて、きった輪ゴムで発射口とつなげます。
次に、ダンボールの片側をビニールシートでおおいます。
空気砲を完成させたけれど、引っ張るところと、ゴムがくっついてるところに、間ができて引っ張りにくかったので、その間をハサミで切りました。
ビニールをふくろのまま使ってしまったのが原因でした。
空気砲がやっぱり引っ張りづらかったので、改造して色をぬることにしました。
上の面は、炎をあらわしています。
下の面は、水で、両側は、風を表しています。
とくに見て欲しいところは風の面です。
理由は風の力で、もっと空気が飛んでほしいからです。
また、がんばってビニールシートと空気砲の引き金もつけなおして、あらためて、完成させました。
そこで、ぼくは空気がどんなふうに発射されるのかを調べる実験をしました。
空気の動きを見えるようにするために、線香の煙を空気砲の中にためました。
これが実験のようすです。
これは、さきほどの動画のスローモーションです。
きのこのような形の煙が出てきて、上と下に、煙のうずができています。
その後から尻尾みたいに煙が追いかけてきます。
最初の煙は、形がはっきりしていたけれど、だんだん形が崩れて色がうすくなっていることがわかります。
この煙の輪のことを渦輪といいます。
どうして、渦輪が出来るでしょうか。
ビニールを引っ張り、空気のエネルギーをためます。
ビニールシートが前に動くと、はこの前面に突風が吹き出ます。
空気が前進するときに、まわりの空気を引っ張り込み、渦輪となって回転します。
突風が止んでからも、しばらく渦輪は動いています。
自然のなかにも渦輪はあります。
これは、水中で空気の渦輪を作るバブルリングといいます。
シロイルカは、口でバブルリングを作って遊びます。
これは火山から、吹き出たけむりの渦輪です。
火山の渦輪は、瞬間的に吹き出した煙と、周囲の静止した空気の間でまさつが働いてできます。
僕はこの研究を通して、渦輪を自分で作れることや、渦輪が自然界のなかにもあるということが分かりました。
この空気砲を作った人は、どうしてこのような実験をしてみようと思ったのかが、気になります。
寒い時、いきをふくと、白い息がでますが、その白い息に突風がふいたら空気砲みたいに渦輪はできるのか、もっと調べてみたいです。
これでぼくの発表を終わります。
きいてくださってありがとうございました。
■参考文献
・科学の実験大図鑑 ロバート・ウィンストン 新星出版社 (2017/6/29)
・完璧な形、エトナ山から煙の輪 NATIONAL GEOGRAPHIC 2021.11.18 https://natgeo.nikkeibp.co.jp/nng/art...
■研究の振り返り
◇これはどのような作品ですか？
空気砲をつかって空気の性質を調べる研究です。
◇どうしてこの作品をつくりたかったのですか？
空気は見えないのになぜ体とかに当たるのか、不思議に思ったから。
◇作品づくりで楽しかったことは何ですか？
線香の煙を使って空気砲の実験をしたことです。
◇作品づくりで難しかったことは何ですか？
ダンボールにビニールシートでおおうことです。
◇作品作りを通して学んだことは何ですか？
空気が発射されと渦輪ができること
この記事を書いた生徒さん
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