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こしょうがにげる?表面張力の実験|やり方・まとめ方かんぺきガイド
☀️ 1日で終わる 🎒 小1〜小6
用意するもの
- 白いお皿か平らな容器(水面が見やすいもの)
- 水
- こしょう(細かいふりかけでも代用可)
- 台所用洗剤
- つまようじ(指のかわりに使ってもOK)
- 1円玉数枚(発展実験用)
- 記録用ノート
すすめ方
- お皿に水を1〜2cmはり、水面が落ち着くまで待つ
- こしょうを水面全体にパラパラとふる
- まず、何もつけていない指で水面にふれて、こしょうの動きを見る
- つぎに、指先に洗剤をほんの少しつけて、水面のまん中にふれる
- こしょうの動き方を観察して、絵と言葉で記録する
- 水をかえて、ふれる場所(はし・まん中)や洗剤の量をかえて比べる
つまずきポイントと成功のコツ
- 2回目がうまくいかない ── 一度洗剤が入った水では実験できないので、皿を洗って新しい水にかえる
- こしょうが沈んでしまう ── 高い位置からふわっとふりかけると水面にうきやすい
- 動きが一瞬で見のがす ── おうちの人に動画を撮ってもらうと、スロー再生でじっくり観察できる
観察・記録シート(この4つをメモ)
- ふれた場所(まん中・はし)とこしょうの動き方
- にげる速さ(一瞬? ゆっくり?)
- 洗剤なしの指でふれたときとのちがい
- 2回目・3回目で動きがどう変わったか
なぜそうなるの?(しくみ)
水は、表面がゴムのまくのように「ちぢもうとする力」を持っています。これが表面張力です。水面のこしょうは、四方八方から同じ強さで引っぱられてつり合っています。ところが洗剤がつくと、そこだけ表面張力が弱くなり、つなひきのバランスがくずれて、こしょうはまわりの強いほうへ一気に引っぱられます。だから「にげた」ように見えるのです。アメンボが水にうけるのも、コップの水がふちより盛り上がるのも、同じ表面張力のしわざです。
まとめ方のコツ(模造紙・新聞)
「洗剤なし/あり」「まん中/はし」の条件ごとに、こしょうの動きを矢印つきの図で描くのがわかりやすいまとめ方。動きを言葉で表す(サーッ・ジワジワなど)と観察の細かさが伝わります。
構成にまよったら:①きっかけ → ②予想 → ③やり方 → ④結果(表・写真)→ ⑤わかったこと → ⑥感想・次にやりたいことの6ブロックが鉄板です。
発展:くらべる実験のアイデア
- 1円玉をそっと水にうかべて(表面張力でうく!)、洗剤を1てき入れるとどうなるか観察する
- 牛乳に食紅と洗剤で、色がうずまく「牛乳マーブリング」に挑戦(牛乳アートのページへ)
- 水と炭酸水で、こしょうのにげ方にちがいがあるか比べる
よくある質問
Q. こしょうのかわりに使えるものはありますか?
細かくて軽いものなら代用できます。ふりかけ、ベビーパウダー、けずったチョークの粉などで試して、材料によるちがいを比べるのも面白い研究になります。
Q. 1回目で失敗しました。やり直せますか?
水に洗剤がまざってしまうと、その水では二度と成功しません。お皿をよく洗って、新しい水でやり直せば何度でもできます。「なぜ2回目は動かないのか」も、じつは大事な考察ポイントです。
Q. アメンボはなぜ洗剤の水だとしずむのですか?
アメンボは水の表面張力のまくの上に乗っています。洗剤で表面張力が弱くなると、まくがささえられなくなってしずんでしまいます。だから川や池に洗剤を流してはいけないのです。
学年別アレンジ
- 1・2年生:「にげた!」の観察と絵の記録を中心に、動きを言葉にしてみる
- 3・4年生:ふれる場所・洗剤の量をかえた比べ実験を表にまとめる
- 5・6年生:1円玉うかべや牛乳マーブリングまで広げ、表面張力と界面活性剤の関係を考察する
レポートの書き出し例
「おふろで石けんの水が広がるのを見て、水の表面で何が起きているのか調べたくなりました。」のように、きっかけは自分の生活から書き出すと読み手に伝わります。 書き上げはレポートメーカーを使うと、①きっかけ〜⑥感想の6ブロックをうめるだけで完成します。
まとめの記入例(表と結論文のお手本)
結果の表:横に「条件(洗剤なし/あり、まん中/はし)」、縦に「こしょうの動き(矢印の図と言葉)」を置きます。
結論文のお手本:「洗剤をつけた指でふれたときだけ、こしょうは外側へ一気ににげた。洗剤がふれた場所の表面張力が弱くなり、まわりの強い力に引っぱられたからだと考えた。」このように「結果+理由の考え」をセットで書くのが高評価のコツです。