サントリー次世代環境教育「水育 (R)」

レベル3

ねん土がうくよ! ものをうかせる力を調べよう!

鉄でできた大きな船は、どうして水にうかんでいられるのかな?
ものがういたりしずんだりするひみつを、ゴムねん土を使った実験じっけんき明かそう!

ゴムねん土がういたひみつ

ゴムねん土がういたり、しずんだりした理由はなんだろう?

(1)水の中に入れたものは「軽くなる」!

  • 同じ大きさのゴムねん土をてんびんにつり下げて、つり合わせる。

  •  
  • 片方のゴムねん土だけを水の中に入れると…

    水に入れた方が軽くなった!

水中では「ふ力」という、ものをうかせる力がはたら

水はふしぎな性質せいしつをいろいろ持っているよ。
その中のひとつに、水の中のものを持ち上げようとする(うかせる)性質せいしつがあるんだ。
プールで体が軽く感じることはないかな?それは、水が体を持ち上げようとする(うかせる)力がはたらくからなんだよ。
この水の力を「ふ力」というよ。

(2)かさが大きいほどふ力は大きくはたら

  • かさのちがうゴムねん土をてんびんにつり下げて、つり合わせる。

  •  
  • 両方のゴムねん土を水の中に入れると…

    かさが大きい方が軽くなった!

ふ力の大きさは、そのものがおしのけた水のりょうで決まる

ばねばかりと目もりのついた容器ようきを使うと、ものをうかせる力(ふ力)の大きさをたしかめることができるよ。
ゴムねん土をばねばかりにつるして水の中に入れると、ゴムねん土が、おしのけた水の重さと同じだけ軽くなることがわかる。つまり、ふ力は、ものがおしのけた水の重さと同じだけはたらくんだ。かさが大きくて、おしのけた水のりょうが多いほどふ力が大きくはたらくというわけ。

  • かさが小さいゴムねん土 かさが小さいゴムねん土を水の中に入れると… おしのけた水10ミリリットルの重さと同じ10グラムだけ軽くなった。
  • かさが大きいゴムねん土 かさが大きいゴムねん土を水の中に入れると… おしのけた水50ミリリットルの重さと同じ50グラムも軽くなった。

※ふ力の法則ほうそくでは、ねん土がおし出した水のりょう(重さ)に等しいふ力を受けるよ。
ただ、ねん土が100グラムなら50ミリリットルの水がおし出されてふ力が50グラムになるはずだけど、実験じっけんをしていると、ねん土を丸める時に、ねん土に空気が入るなどして体積たいせき(ねん土の大きさ)がえ、ふ力がえることがあるよ。

ゴムねん土がういた理由

  • 舟の形をしたゴムねん土がういたのは、おしのける水のりょうが多くなってふ力が大きくなったから!!

  • 同じものでも、形をえて、おしのける水のりょうをふやすことができれば、その分、ふ力が大きくなる。かたまりだとしずんだゴムねん土が、舟の形にするとういたのも、それが理由なんだ。舟の形は中に空の部分があるので、その分かさが大きくなって、おしのける水のりょうがふえる。つまり、ふ力が大きくはたらいたということ。

  • 舟の形にすると、ゴムねん土がおしのける水のりょうがふえる。その分、ゴムねん土そのものの重さよりもふ力が大きくなって、ゴムねん土はういた。

  • ゴムねん土がおしのけた水の量をくらべると… 舟の形の方が多い

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ものがうくしくみがわかったら、もっと実験じっけんをしてみよう!

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