浮力の原因まるわかり!コスパの良い実験器具の紹介

今回は比較的安く変えて、効果の大きい実験器具の紹介です。

毎年使っている実験器具に、「簡易水圧実験器」というものがあります。ナリカのサイトにのっていますが、これはプラスチックの円筒容器の両側に、やわらかいゴムが貼られている装置です。どうやって使うかということですが、水槽に水をいれて、そこにこの装置を沈めていくだけです。

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すると水圧によって両側からゴム膜がおされて凹みます。これで水に沈めた物体には、両側から力がはたらいているのが確認できます。

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次に、ここからが面白いのですが、この円筒容器くるっと回すことができるのですね。

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このことによって、上下の圧力も見ることができます。

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このように上下にも水圧がはたらいており、結果として四方八方から水圧がはたらくことがわかります。さらに上下方向をよくみると、上のゴムよりも、下のゴムのほうが凹みが大きいことがわかりますね。

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このことから力をすべて足し合わせると、上向きに力が残ることがわかりますね。これを浮力といいますよ、浮力は水圧の合力なのですよ、というように説明することができて便利です。中学1年生から理解できるようになります。

生徒分、または班の数用意するメリットはあまりないのかもしれませんが、小さな実験道具なので共有できるように書画カメラなどをつかって大きく見えるように演示をするといいとおもいます。私はAppleTVの無線接続機能とタブレットのカメラ機能をつかって、生徒の机の上で実験をして、生徒にカメラをもってもらって、リアルタイムでプロジェクタから投影をするようにしています。

今度の12月のNSAではAppleTVの使い方についてもご紹介いたしますので、もしよろしければご参加ください(^^)

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桑子 研(くわこけん)
 1981年群馬県生まれ。サイエンストレーナーとして全国で実験教室やICT活用講演会を開いている。著書は『大人のための高校物理復習帳』(講談社)、『きめる!物理基礎』(学研)など10冊。