家で飛ばせる熱気球!15分でできる小型熱気球の作り方(浮力の仕組みを体験する簡単実験)

サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。

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皆さんは、あの大きな気球に乗って、大空を自由に旅する夢を見たことはありませんか? 見上げるほど巨大なバルーンが、ふわりと地面を離れていく瞬間の高揚感。私は以前、北海道を訪れた際、偶然にも色とりどりの気球が次々と大空へと舞い上がっていく、息をのむような光景に出くわしました。まるで絵本の中から飛び出してきたかのような美しい眺めは、今でも私の心に深く刻まれています。

そんな感動を子どもたちにも味わってほしい!という思いから、ある日、理科教室で生徒たちと一緒に「空飛ぶ夢」を形にしてみることにしました。もちろん、本物の気球を作るのは大変ですが、今回挑戦したのは、家庭でも手軽に作れるミニサイズの熱気球です。

熱気球が空に浮かぶ背景には、高校の物理や大学の熱力学で必ず登場する「浮力」という、とても重要な科学の原理が隠れています。この奥深い知識をただ教科書で暗記するのではなく、実際に自分たちの手で気球を飛ばすことで、その不思議な力を「実感」として学ぼうというワクワクする試みです。

「気球を飛ばすなんて難しそう…」と思うかもしれません。でも、ご安心ください!実はこの実験、驚くほどシンプルなんです。身近な材料とほんの少しの工夫さえあれば、誰でも自宅の部屋(風のない安全な場所)で、空に浮かぶ感動を味わうことができます。

今回は、私たちが参考にした動画を基に、このミニ熱気球の作り方から、ドキドキの打ち上げ手順までをプロの視点で詳しくご紹介します。まずは実際に飛ばしていることらの映像をご覧ください。

この実験で用意するものは、どれもホームセンターやスーパー、薬局などで簡単に手に入るものばかりです。ただし、火を扱う実験ですので、必ず大人の方と一緒に安全第一で行いましょう。

用意するもの:

  • 40リットルのゴミ袋(透明または半透明の薄手のもの): これが気球の本体になります。なるべく軽くて、熱に強い素材を選びましょう。
  • セロテープ: 部品を固定するのに使います。
  • エナメル線(40cm × 4本): ゴンドラを吊り下げるための骨組みになります。熱に強く、加工しやすいものが適しています。
  • スポイト: エタノールを計量し、脱脂綿に染み込ませるのに使います。
  • エタノール: 燃料になります。薬局などで手に入る消毒用エタノールで十分です。引火性があるので、取り扱いには細心の注意を払ってください。
  • チャッカマン: 安全に燃料に火をつけるために使います。
  • 脱脂綿: 燃料を保持する、いわば「芯」の役割です。
  • アルミ箔(25cm × 25cm): 燃料を置くゴンドラ(燃焼皿)を作ります。
  • ニッパ: エナメル線を切るのに使います。
  • 楊枝(または細い棒): アルミ箔に穴を開けるのに使います。

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実験の手順:空飛ぶ夢を形にする4つのステップ

それでは、実際に作っていきましょう!丁寧に進めれば、誰でも美しい気球を作ることができます。

1. アルミ箔でゴンドラ(燃焼皿)を作る 25cm×25cmの正方形のアルミ箔を使い、小さな箱状のゴンドラを作ります。これが、熱気球の心臓部である「火床」になります。

2. ゴンドラにエナメル線を通す

作ったゴンドラの四隅に、楊枝などで小さな穴を開けます。そこに40cmのエナメル線を1本ずつ通し、ゴンドラの底でねじって固定します。ここで注意!セロテープは絶対に使わないでください。 火の熱でテープが溶けてしまい、落下する危険があるからです。

3. ゴミ袋にエナメル線を取り付ける

ゴミ袋の口の四隅に、エナメル線のもう一方の端をセロテープでしっかりと固定します。ゴンドラがゴミ袋の真下で水平になるよう、長さのバランスを整えましょう。 スクリーンショット 2016-05-18 5.39.22

4. 燃料をセットしていよいよ打ち上げ!

ゴンドラに脱脂綿を入れ、スポイトでエタノールを染み込ませます(今回は計8mL)。打ち上げの際は、必ず濡れ雑巾を用意し、室内でエアコンなどの風がないことを確認してください。

ゴミ袋が炎に触れないよう、二人で袋の入り口を広げ、チャッカマンで着火します。空気が温まり、袋がパンパンに膨らんでくると、手に「浮き上がろうとする力」が伝わってくるはずです!

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「もう浮きそうだな!」と感じたら、ゆっくりと手を離しましょう。

このミニ気球には、どこかへ飛んでいかないよう必ず「命綱」を取り付けておいてください。もし危険を感じたら、すぐに命綱を引いて回収し、濡れ雑巾で消火します。安全が確保されてこそ、科学実験は楽しいものになります。

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ふわふわと宙に浮かぶ気球を目の当たりにすると、大人も子どもも思わず歓声を上げてしまいます。 これは、温められた空気が活発に動き回り、周りの冷たい空気よりも密度が低くなって軽くなることで生まれる「浮力」そのものです。目に見えない空気の力を、自分の手で操る感動。この不思議な体験を、ぜひご家庭で共有してみてくださいね!

「浮きそうだな!」と思ったら、入口を持っている人は手を離します。

ふわふわと浮かび上がる気球の姿と、袋がパンパンに膨らむ様子に着目しましょう。

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