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100均グッズで理系脳を伸ばす!おうち実験☆

え、なんで水がこぼれないの?なんで急に水が出てくるの?【100均グッズ】の簡単水遊び実験3選

え、なんで水がこぼれないの?なんで急に水が出てくるの?【100均グッズ】の簡単水遊び実験3選
【おうちSTEAM】100均グッズなど身近な材料を使ったワクワク楽しい実験で理系脳を鍛える!をテーマに、STEAM分野の学びがある親子実験を紹介する連載。今回は夏にぴったりの水を使った3つの実験をご紹介します。
目次

2児の子育て中で薬学部大学院卒のママ、みぃさんに幼児から楽しめるおうち実験を紹介してもらうこの連載。

今回は、これからの季節にぴったり!子どもが大好きな「水遊び」がテーマです。外での水遊びはもちろん、親子のお風呂タイムに試してみても!

***

暑い日が増えてきて、もうすぐ夏がやってくるのがワクワクしますね。
おうち遊びが中心の今年は、おうちで水遊びをする機会が増えそう!

そこで水遊びしながらSTEAM教育にもつなげられる、楽しい実験を3つご紹介します。

材料は全て100円ショップで揃い、手軽にチャレンジできますので、ぜひおうちで遊んでみてください!

ご紹介する水遊び実験はこちらの3つです。

  • ペットボトルで水道を作ろう!
  • え!なんで?こぼれないお水!
  • 急に水が出てくる?魔法のカップ!
  • それぞれ、遊び方を説明していきますね!

    その1.ペットボトルで水道を作ろう!

    用意するもの

    • ペットボトル
    • キリや画びょう(使用する際は大人と一緒に使ってください)

    実験の手順

    1. ペットボトルの下3cmくらいのところにキリ(画びょう)で穴をあける
    2. 水をペットボトルに入れ、ふたを閉めたり開けたりして水の動きを観察する

    水道の蛇口みたい!どうしてこうなるの!?

    ふたを開けると穴から水が出て、ふたを閉めると水は止まります。
    ※写真はわかりやすいように色水を使っています。

    その2.え!なんで?こぼれないお水!

    用意するもの

    • プラコップ
    • ふるい

    実験の手順

    1. プラコップに水を入れる
    2. ふるいをコップの口に乗せてそのままひっくり返し、水の動きを観察する

    どうしてふるいの穴から水がこぼれないの!?

    ふるいに穴が開いているにも関わらず、ひっくり返した水はこぼれません!
    ※写真は水位がわかりやすいようにコップにおもちゃを入れています。

    その3.急に水が出てくる?魔法のカップ!

    用意するもの

    • プラコップ
    • キリや画びょう(使用する際は大人と一緒に使ってください)
    • ストロー(曲がるタイプ)
    • セロテープ

    実験の手順

    1.プラコップの底の部分にキリ(画びょう)でストローに合う穴をあける(鉛筆などで穴を広げると時短になります)

    2.ストローを写真のように切ってセロテープで固定する

    3.プラコップとストローをセットする(ストローの長い方を開けた穴に差し込む)

    4.プラコップに水を入れて動きを観察する
    ※水を入れたときに、ストローと穴の間から水がこぼれる場合(穴が大きい場合)は、穴をふさぐようにテープを貼ると水がこぼれるのを防げます。

    突然水が出てきた!!

    水を入れてもすぐには下から出てきませんが…水位がストローの曲がった頂点を越えると急に水が出てきます!
    ※写真はわかりやすいように色水を使っています。

    3つの実験のキーワードは「表面張力」「大気圧」

    これらの3つの遊びには共通点があります!
    それは、「表面張力(ひょうめんちょうりょく)」と「大気圧」。

    この2つの言葉を解説していきながら、原理について説明しますね。

    「表面張力」とは、水の中の小さな分子同士がお互いに引っ張り合う性質のことです。
    「大気圧」とは、地球上の物や人を押している空気による圧力のことです。

    「ペットボトルで水道を作ろう!」の種明かし

    ペットボトルに穴が開いているのに水がこぼれてこないのは、表面張力によって水分子が引っ張り合っているためなのです。

    小さな穴から水が出てくる力より、水分子 同士が引っ張り合う力の方が強いため、水が出てきません。

    ふたを開けると水が出てくるのは、ふたの上から大気圧によって水が押し出されるので、表面張力だけでは支えられなくなるためです。

    こども解説

    お水は仲良く手をつないでいるんだよ。だから、小さな穴だったら、出ていかないように、お水のお友だち同士が引っ張り合っているんだよ。
    でもペットボトルのふたを開けると、上から空気が入ってくるから、その力でお水が押し出されてしまうんだよ。

    「え!なんで?こぼれないお水!」の種明かし

    水が表面張力で引っ張り合い、さらに下から大気圧が支えているため、表面張力+大気圧の力がコップの中の水の重さより大きくなり、こぼれないのです。

    こども解説

    カップの中のお水が落ちないように手をつないでいて、さらに、下から空気も力を貸してくれているんだよ!
    下から支える力が、お水の重さよりも大きいから、お水がこぼれないでいてくれるんだよ。

    「急に水が出てくる?魔法のカップ!」の種明かし

    水をコップに入れると、ストロー内にも水が流入していきます。
    水面がストローよりも高くなると、大気圧によりカップ内の水が押され、その反動でストロー内の水がストローの曲がった頂点を越えます。すると、水の重さにより落下し、水がストローから出でくるのです。

    こども解説

    コップにお水を入れると、ストローにもお水が入っていくよ。
    お水がストローよりも高くなると、ストローのてっぺんまでお水が溜まるよ。空気の力で水が押されることで、ストローのてっぺんから、曲がる部分を越えて、お水の重さで、落ちてくるんだよ。

    水遊び実験はどうでしたか?

    何度も同じ 遊びをして飽きてきたら、水を色水に変えるだけで、視覚刺激が加わります。それにより、 さらに楽しさを感じるので、応用の遊びとしてオススメです。
    色が付くだけでも、ジュース屋さんごっこなどの遊びに発展したり、想像力も豊かになっていき、STEAM教育のArt:芸術分野にもつながっていきます!

    これから暑い季節になると、水遊びが増えてくると思いますので、ぜひ、試してみてくださいね!

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執筆者

幼児向け実験教室主宰 みぃ

2歳と0歳の姉妹を子育て中の薬学部大学院卒のママ。
「何気ない日常を、ワクワクドキドキな科学の世界へ」と幼児向けの親子実験教室をオンラインやリアル教室で開講中。日常の科学を遊びへ転換させ、2歳からでも簡単に取り入れられるSTEAM教育遊びをInstagramで配信している。
ホームページ:みぃの親子実験教室
インスタグラム:@miii_edu

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