第49回入賞作品 小学校の部
佳作

おけの形と水はねの関係

佳作

山口県防府市立華浦小学校4年
竹田 悠太
  • 山口県防府市立華浦小学校4年
    竹田 悠太
  • 第49回入賞作品
    小学校の部
    佳作

    佳作

研究の動機

 おかあさんが台所の洗いおけを丸型から四角い形の物に変えた。すると「前よりも水がひどくはねるようになってエプロンがぬれる」と、こぼしていた。おけの形によって水のはね方が違うかどうか、調べてみたくなった。

研究の方法・結果・考察

実験

丸いおけと四角いおけを両手でゆらして水はねを観察したが、実験できないことが分かった。そこで次の方法で実験した。

積み木を重ねて板をおき、すべり台を作った。
すべり台の下に板を固定した(ぶつかり板)。
おけ(底に丸みのある円い容器、底が直角に近い円い容器、球形の容器、底に丸みがある四角い容器、底が直角に近い四角い容器)に水面の高さが2㎝、4㎝、6㎝になるように水を入れて、それぞれ台の上からすべらせた。四角い形のおけは、ぶつかり板にぶつかる時、一辺がぶつかる方法(辺)と、角がぶつかる方法(角)ですべらせた。
最初の水の重さ・すべらせた後の水の重さと水面の高さ・飛び出した幅上部の推測・ぶつかり板にはった紙がぬれた幅を記録し、あふれた水の量を計算した。水が飛び出した時の形を写真に撮った。

結果・考察

1)容器からの水はねの形は、容器の形によって違う。
2)底が丸みのある容器の水はねは、はねる高さは低いが飛び出す水は多い。底が直角の容器では反対になる。
3)底が直角の容器は、ぶつかったしゅん間、約半分のエネルギーが直角のかべに吸収されると考えられる。
4)表面が円い容器では、ぶつかったしゅん間に水面に波紋ができる。底が丸い容器では、飛び出す水の形は円いが、直角の容器では王冠のようになる。
5)底が丸みのある場合は、辺→丸→角の順に飛び出す水の量が減っていく。底が直角の場合には角→丸→辺の順になる。ぶつかる直角のかべが長いほどエネルギーが吸収されるからだと考えられる。

まとめ

 丸い形で底が直角のおけが一番良いように思える。しかし、実際は水平面で使うものなので、今回の実験結果とは違うのかもしれない。


四角い容器がぶつかった時の四角い波紋
辺がぶつかった時
角がぶつかった時
辺がぶつかった時 角がぶつかった時


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