Toista Arkhimedeen keksintö kotona! Nosteen salainen laboratorio (filmipurkki + painot)
Olen tiedevalmentaja Ken Kuwako. Jokainen päivä on uusi koe.
Oletko koskaan huomannut, että kylvyssä keho tuntuu yhtäkkiä paljon kevyemmältä? Sen tunteen aiheuttaa noste. Sama voima saa ihmiset kellumaan uima-altaassa ja jopa valtavat teräslaivat pysymään meren pinnalla.
Mutta mistä nosteen suuruus oikeastaan määräytyy? Kasvaako noste, kun esine viedään syvemmälle? Entä saavatko painavammat esineet suuremman nosteen? Näihin yksinkertaisilta kuulostaviin mutta yllättävän syvällisiin kysymyksiin etsimme vastauksia kokeella, jossa käytetään vain filmipurkkia ja painoja. Erikoislaitteita ei tarvita, joten kokeen voi tehdä helposti kotona tai luokkahuoneessa. Lue loppuun asti ja kokeile itse!
◆Tarvittavat välineet
Filmipurkki (kannellinen), painoja (esim. muttereita), vesiallas tai läpinäkyvä ämpäri, jousivaaka (noin 2 N asti), narua (filmipurkin ripustamiseen)
Nykyään filmipurkkeja näkee harvoin, mutta niitä on yhä saatavilla esimerkiksi Amazonista. En tiedä, kuka niitä ostaa, mutta onneksi niitä vielä löytyy!
Kokeen periaate
Nosteen salaisuus perustuu yllättävän yksinkertaiseen vähennyslaskuun. Ensin mitataan painon paino ilmassa jousivaa’alla. Sen jälkeen sama paino upotetaan veteen ja luetaan uusi mittaustulos. Ilmassa mitatun painon ja vedessä mitatun painon erotus on veden ylöspäin kohdistama voima eli noste.
Noste (N) = Paino ilmassa (N) − Paino vedessä (N)
Kokeen vaiheet
1. Mittaa paino ilmassa
Ripusta filmipurkki, jonka sisällä on painoja, jousivaakaan ja kirjaa paino ennen veteen upottamista. Tässä tehtiin kaksi koetta. Ensimmäisessä kokeessa filmipurkkiin laitettiin kaksi 70 gramman painoa ja yksi 35 gramman paino, yhteensä 175 grammaa.
Toisessa kokeessa käytettiin yhtä 70 gramman ja yhtä 35 gramman painoa, yhteensä 105 grammaa. Painoina käytettiin vesipainemittauksiin tarkoitettuja metallipainoja, jotka asetettiin filmipurkin sisään.
2. Mittaa vedessä
Upota ensin vain noin puolet filmipurkista veteen ja lue jousivaa’an näyttämä arvo.
Sen jälkeen upota filmipurkki kokonaan veden alle ja mittaa arvo uudelleen.
3. Vie se vielä syvemmälle
Kun filmipurkki on kokonaan veden alla, laske sitä vielä syvemmälle ja tarkista jousivaa’an lukema uudelleen. Tämä on kokeen kiinnostavin vaihe. Kasvaako noste syvässä vedessä vai pysyykö se samana?
4. Toista eri painolla
Vaihda filmipurkin sisällä olevien painojen määrää ja tee samat mittaukset uudelleen. Näin voidaan verrata, vaikuttaako esineen paino nosteeseen.
Tulokset ja pohdinta
Tässä ovat tulokset. Koska myös filmipurkin oma paino vaikuttaa mittaukseen, ilmassa mitatut painot olivat 1,8 N ja 1,1 N.
• Noste ei riipu esineen painosta
Koska filmipurkin tilavuus pysyi samana, noste oli lähes yhtä suuri riippumatta siitä, kuinka raskaat painot sen sisällä olivat. Moni kuvittelee, että painavampi esine saisi automaattisesti suuremman nosteen, mutta näin ei ole. Vielä mielenkiintoisempaa olisi tehdä vastaava koe muuttamalla tilavuutta ja vertailla tuloksia.
• Noste ei riipu syvyydestä (kunhan esine on kokonaan veden alla)
Kun vain osa filmipurkista oli vedessä, noste kasvoi vähitellen upotuksen edetessä. Mutta heti kun koko purkki oli veden alla, noste pysyi samana riippumatta siitä, kuinka syvälle se vietiin.
Sama pätee syvänmeren kaloihin ja sukellusveneisiin. Sukellusvene ei nouse tai uppoa siksi, että noste muuttuisi syvyyden mukana. Sen sijaan se säätelee kelluvuuttaan ottamalla säiliöihinsä vettä tai ilmaa ja muuttamalla siten omaa painoaan ja tilavuuttaan. Pieni koe filmipurkilla auttaa ymmärtämään myös tätä oikean maailman ilmiötä.
Kokeesta käy hyvin ilmi, että noste riippuu veden alle jäävästä tilavuudesta, ei esineen painosta. Juuri siinä piilee koko ilmiön ydin. Lisäksi näkymätön voima muuttuu konkreettiseksi, kun sen voi nähdä jousivaa’an näyttämänä lukuna.
Tämä on helppo mutta erittäin opettavainen koe, joka paljastaa nosteen todellisen toimintaperiaatteen. Jos olet joskus pohtinut, miksi jotkut esineet kelluvat ja toiset uppoavat, tämä koe tarjoaa siihen selkeän vastauksen. Se sopii erinomaisesti sekä opetukseen että tiedeprojekteihin.
Yhteydenotot ja yhteistyö
Tuo tieteen ihmeet lähemmäs arkea! Sivustolta löydät hauskoja kotona tehtäviä tiedekokeita ja selkeitä vinkkejä niiden toteuttamiseen. Tutustu rohkeasti!
・Tietoa sivuston ylläpitäjästä Ken Kuwakosta: täältä
・Yhteistyöpyynnöt (kirjoittaminen, luennot, tiedetyöpajat, TV-tuotantojen tieteellinen konsultointi, esiintymiset jne.): täältä
・Uusimmat artikkelit löytyvät myös X:stä!
Tiedevinkkien YouTube-kanavalla julkaistaan myös kokeisiin liittyviä videoita!
９月のイチオシ実験！
お弁当箱をプラバンがわりにしてキーホルダーを作ろう！
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- ８月２７日（木）科学監修番組放送予定
- ９月２０日（日）ダビンチマスターズ出演予定
- １０月１０日（土）11:15~12:00 千葉市科学フェスタ2026「桑子先生の回転科学ショー」にてサイエンスショーを行います。
- 12月26日（土） ナリカサイエンスアカデミー（教員向け実験講習会）開催
書籍のお知らせ
- 『高校入試 分解問題集 理科』（学研）…難しい問題も小さな問題に分解することで、問題を解くことができます。そんな分解の技術が身につくように深く関わりを持って作りました。
『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
各種SNS（更新情報をお届け！）
【日本語】X(Twitter)／instagram／Facebook 【英語】BlueSky／Threads
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
