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浮沈子

科学工作

所要時間 10分

 水中の浮力の変化により、ペットボトルの中の魚が浮いたり沈んだりします。「パスカルの原理」や「アルキメデスの原理」についても学習してみましょう。

用意するもの

  • ペットボトル(炭酸飲料の物がよい)
  • 魚の形をしたしょうゆ差し
  • ナット(M6)
  • 水を入れたコップ

工作の仕方

手順①

しょうゆ差しのキャップをはずし、その口にナットをつけます。

手順②

しょうゆ差しに水をためます。コップの水にしょうゆ差しを浮かべたときに、魚のシッポがちょうど水面から出るように水量を調節します。

手順③

水を入れたペットボトルにしょうゆ先を入れて、ペットボトルのふたを閉めて完成です。

遊び方

ペットボトルを手で押すと、しょうゆ差しは沈んでいきます。手を離すと、しょうゆ差しはまた浮かんでいきます。 押す時の力の大きさによって沈み方も変わってくるので、いろいろ試してみましょう。

なぜできるの?

「パスカルの原理」と「アルキメデスの原理」を利用しています。 「パスカルの原理」 密閉された容器内の静止流体中では、1点に圧力をくわえると、流体中のどの点にも、くわえられたのと同じ大きさの圧力が伝わる。 ⇒ペットボトルの側面を押すとしょうゆ差しの中の空気にも圧力が加わり、空気の体積が小さくなります。また、ペットボトルの水にも圧力が加わっているため、空気の体積が減った分、しょうゆ差しの中に水が入ります。 「アルキメデスの原理」 物体を液体に沈めたとき、その物体が排除した液体の重さと等しい力の浮力をその物体は受ける ⇒魚は、魚の中の空気の浮力で浮いています。空気の体積が小さくなった分、押しのける水の量が少なくなり浮力が小さくなるため、魚が沈んでいきます。手を離すと空気の体積が元に戻り、魚は再び浮かび上がります。

もっと工夫!

ペットボトルを手で押すと、しょうゆ差しは沈んでいきます。手を離すと、しょうゆ差しはまた浮かんでいきます。 押す時の力の大きさによって沈み方も変わってくるので、いろいろ試してみましょう。