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ダンボール空気砲の実験｜やり方・まとめ方かんぺきガイド
☀️ 1日 🎒 小1〜小6
用意するもの
- ダンボール箱（20〜40cm四方くらい）1〜3箱
- ガムテープ
- カッターまたはハサミ（大人といっしょに）
- コンパスか丸いふた（穴の型どり用）
- 的にする紙コップ 10個ほど
- メジャーか巻き尺
- 線香か加湿器（空気の動きを見えるようにする用・あれば）
すすめ方
- ダンボール箱のすき間をガムテープで全部ふさぎ、空気がもれないようにする
- 片面の中央に直径10cmの丸い穴をあける
- 箱から2mはなれた所に紙コップを積み、箱の側面を両手で強くたたく
- たおれたかどうかを記録し、3m・4m・5mと距離をのばして限界のきょりを測る
- 穴の大きさを5cm・10cm・15cmに変えた箱を用意し、同じ手順でくらべる
- 穴の形を四角・三角・星形に変えて、飛び方に差が出るかを確かめる
つまずきポイントと成功のコツ
- 箱にすき間があると空気がもれて飛ばない ── ふたの合わせ目まで全部テープでふさぐのが最大のコツ
- たたく強さが毎回ちがうと比べられない ── 「両手のひらで1回、思い切り」と決めて固定する
- 的が軽すぎると風で倒れる ── 紙コップは室内の風のない場所に置く
観察・記録シート（この4つをメモ）
- 穴の大きさごとの、コップが倒れた最長きょり（3回ずつ試して記録）
- 穴の形ごとの結果
- たたく強さを変えたときの差
- 線香のけむりを使ったときに見えた空気の形
しくみを深掘り（もう一歩くわしく）
箱をたたくと中の空気が一気に押し出されますが、穴のふちで空気がこすれてブレーキがかかるため、真ん中だけが速く前へ進みます。すると押し出された空気はドーナツのようにくるりと巻き込まれ、「渦輪（うずわ）」という回転するリング状のかたまりになります。渦輪は自分自身の回転で形をたもつため、まわりの空気とまざりにくく、ふつうの風よりずっと遠くまでバラバラにならずに届きます。これはイルカが水中でつくる空気のリングや、火山の噴煙のリングと同じしくみです。穴を大きくしすぎると渦がうまく巻かず、逆に飛ばなくなります。
発展：くらべる実験のアイデア
- 線香のけむりを箱の中に入れてからたたき、飛び出した渦輪の形をスマホの動画で撮って観察する
- 丸・四角・三角の穴で飛び出した渦輪の形を比べ、「穴の形と渦の形は同じになるか」を調べる
よくある質問
Q. 穴は大きいほうがよく飛びますか？
いいえ。大きすぎると空気がうまく渦にならず、かえって飛ばなくなります。箱の一辺の4分の1くらいがよく飛ぶと言われており、その最適な大きさを自分で探すこと自体が良い研究になります。
Q. 穴を四角にすると四角い空気が飛びますか？
飛び出した直後は四角に近い形ですが、進むうちに丸い渦輪に変わっていきます。けむりを入れて動画で撮ると、その変化がはっきり見えます。
なぜそうなるの？（しくみ）
押し出された空気は、穴のふちでこすれて外側だけおそくなり、ドーナツ状に巻き込まれた「渦輪」になります。渦輪は回転で形をたもつので、遠くまでまとまって飛びます。
まとめ方のコツ（模造紙・新聞）
「穴の大きさ」を横軸、「届いたきょり」を縦軸にした棒グラフが主役。写真より、けむりを入れた動画からの連続コマ写真が強いです。
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。
学年別アレンジ
- 1・2年生：紙コップを何個たおせたかを数え、絵と数でまとめる
- 3・4年生：穴の大きさ3種類×3回で、届く最長きょりを表とグラフにする
- 5・6年生：けむりを入れて渦輪を可視化し、穴の形と渦の形の関係まで考察する
まとめの記入例（表と結論文のお手本）
結果の表：横に「穴の大きさ（5cm・10cm・15cm）」、縦に「2m・3m・4m・5mでコップが倒れたか（◯△×）」の表にします。
結論文のお手本：「穴10cmのときが一番遠くまで届き、5mでもコップがたおれた。15cmでは3mまでしか届かなかった。穴が大きすぎると空気が渦にならずに散ってしまうからだと考えられる。」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。
レポートの書き出し例
「見えない空気で本当にものをたおせるのか不思議で、どんな穴だと一番よく飛ぶのかをたしかめたくなりました。」のように、自分の疑問や体験から書き出しましょう。仕上げはレポートメーカーで6ブロックをうめれば完成します。