第47回入賞作品 中学校の部
佳作

砂漠にできる波状模様の研究

佳作

千葉県千葉市立新宿中学校3年
石野 真奈美
  • 千葉県千葉市立新宿中学校3年
    石野 真奈美
  • 第47回入賞作品
    中学校の部
    佳作

    佳作

研究の動機

 テレビ番組で砂漠についての特集があった。その映像を見ると、砂漠の砂には波状模様があり、その模様がその場に留まっていることに気付いた。風が吹いても消えていかない。普段は砂漠の写真を見ても、波状の模様があることを当然だと思っていた。さっそく新宿中学校の校庭を探索した。しかし波状模様は見つからなかった。そこで砂漠にできる波状模様について、なぜできるのか仕組みについて調べ、新宿中学校にできないのはなぜかを明らかにしたかった。

研究の方法・結果・考察

実験

1) 砂漠の風の代わりをする扇風機の風の風速を調べた。
2) 校庭の砂200gを床に置き、扇風機の風を15分送り観察した。
3) 校庭の砂をふるい(6種類)にかけ、大きさと質量を調べた。
4) ふるいにかけた砂をデジタル顕微鏡で観察し、外周と面積を測定した。
5) ふるいにかけた砂を大きさごとに分けて扇風機を「強」にして風を送った。
6) 少しでこぼこのある床に砂漠と同じように砂を敷き平らにした。600gの砂をふるいにかけ、5)で飛んだ砂を集め、扇風機の「強」で風を送り、敷いた砂の上に飛ばした。
7) 飛んだ砂と同じ大きさの塩で波状模様ができるか確かめた。
8) 摩擦の少ない理科室の実験台に砂を飛ばしてみた。
9) 板で斜面を作りその上に砂を敷き、そこに砂を飛ばした。
10) 斜面の風の流れを自作の吹流しで観察した。
11) 校庭に斜面を作って2~3日放置し、波状模様が現れるか観察した。
12) 校庭の斜面にできた波状模様の砂をふるいにかけて大きさを調べた。
結果・考察・分かったこと

波状模様ができるための条件は5つあることが分かった。

波状模様は砂どうしの摩擦によって、砂がぶつかりその上に積み重なることによってできる。

斜面上に沿った下向きの風
風で飛ぶ砂の外周は20mm程度である。
平らな部分にできた波状模様はすぐに移動するが、斜面にできた波状模様は留まる。
斜面には水平な方向と下向きの風がある。
下向きの風があることによって波状模様は斜面に留まる。

波状模様のでき方

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