2012・07・09空気って重さはあるの？のご報告:追記あり

こんにちは、みなさん。　　　おもしろ！ふしぎ？実験隊です。

7月9日に東児童館で行った、『空気に重さはあるのかな？』のご報告です。

KUBOさんが用意したものは、こんなもの。

まずは、空気に重さがあるのかな？って質問をしましたが、意外と「あるよ～。」って答えが上がったね。空気ってどうやって感じるかな？って質問にも、手で仰いで、風を起こしてくれたり、なかなか、みんな生活科のお勉強がちゃんてとできていたようです。

では、どうやってはかろう？ってことで、袋に詰め込めばいいよ。とかいう答えが。

ってことで、ビーチボールと、ペットボトルに詰め込むことに。

最初に、ビーチボールやペットボトルの重さを量っておきます。

ビーチボールに詰め込むのは、あっちゃん先生こと久保庭敦男さん。

後ろいにらっしゃる児童館の先生にも、やっていただきました。なかなか大変お疲れ様です。

みんなには、ペットボトルに、フィズキーパーで、詰め込んでもらったよ。

みんなやる気満々。

5回ずつ、しゅぽしゅぽやってもらいました。

最後の方のお友達からは、『もしかして、僕がやるときが、一番大変？』なんて声も。なかなか鋭い！賢いね～。

エキスポセンターにいらっしゃる、神田さんも、ぶらりと遊びに来てくださいました～。もちろんしゅぽしゅぽ。

さーて、計測です。ビーチボールをはかったけど・・・

こちらは、低学年

こちらは、高学年。みんなわくわく。

あれれ～。でも、最初と変わってなかったね。

ペットボトルは、1グラム重くなっていました。これは・・・こちらのお持ち帰り資料を見てみてね。

2012実験隊.pdf

ペットボトルには、無理やり空気を詰め込んだので、重さが測れたんだ。

ペットボトルの栓を取るとこんな感じ。

ぽん！大きな音がして、雲が見えたね。あっちゃん先生が、とても分かりやすくて身近なことにつなげた説明をしてくれたよ。

正確に、KUBOさんが、ここで書くことができないので、この後、あっちゃん先生に、コメントもらうので、待っていてね。

【追記】

この後の、吸盤のはなしにもつながるんだけど、みんなの爪（1cm×1cm）には、約1ｋｇの空気が乗っかっているんだって。重たい感じするかな？

ビーチボールの周りにも、空気がいっぱいあって、上からも、下からも、横からも、ギュ～って押されているんだけど、つぶれないよね。それは、ビーチボールの中にも、空気があるので、ビーチボールはへこんだりはしないんだね。

みんなの周りには、空気がいっぱいあって、地上には、たくさんの空気が降り積もっているって感じ。最初の写真の右の方の空気が降り積もるイメージを見てね。

ってことで、ここで、早速追記でコメントをいただきました。ありがとうございます。

★★★
ふつうの温度で閉じ込めた空気をギュッとにぎったら、少し温かく感じたよね？
じゃあ、ギュッと閉じ込めた空気をバッと解き放ったら、どうなるかな？そう、今度は逆に温度が下がっちゃうんだ。これはみんなも知っている「雲」ができる理由になっているんだよ。

地上の空気はその上にある空気の重さで「ギュッ」と地面に押しつけられているって、ここまでの実験で分かったね。その押しつけられている空気が、空の上に向かう風にのって移動すると、上から押されていた力が弱まるから、「ぱっ」と同じことが起こるんだ。すると空気は冷たくなるよ。

空気が冷えると、その中にある水（水蒸気…これは目では見えません）が、液体（水）や固体（氷）の粒になって、白っぽく目に見えるようになります。これが「雲」なんだね。夏の入道雲を観察していると、上へ上へモクモクとふくらんでいく様子がよく分かるよ。

あっちゃん先生こと久保庭敦男さん

★★★

【追記終わり】

空気に重さがあることがわかったら、その空気が抜けたら、どうなるかな？って実験をしました。

すべて、真空調理器でやったよ。いつもお手伝いしてくれて、これらの写真を撮ってくれている、井上さんが言っていたけど、この頃は、お弁当箱でも、真空を利用したものがあるんだって。おうちにあったら、実験してみてね。

ボールや風船は・・・

思わず、割れそうで、耳をふさいじゃったね。

マシュマロも大きくなりました。鋼球と羽は、空気があるときは、羽根の方が、空気に邪魔されるので、ゆっくり落ちるんだけど、空気を抜くと、一緒に落ちました。手の感じでわかるかな？

お湯も、手で触れるくらいだったのが、ぶくぶく

わ～びっくり。

こんな感じで、沸騰しています。

この辺は、お持ち帰り資料を見てね。

高学年のお友達とは、音の聞こえ方の違いもやってみました。

音は、真空中は、聞こえないので、宇宙戦争なんかで、「パキ～ン！」なんて音は、しないんだよね。

今回の真空調理器の実験では、確かに音は聞こえにくくなりましたが、それは、音を伝えるための空気が少なくなったというのが一番の理由ではないようです。容器があることなどが関係しているらしいです。ただ、今回は、空気が少なくなると、音が小さく聞こえるということを感じてもらいました。
後、本当は、温度が下がることなどやりたかったのですが、KUBOさんが、またまた、忘れたので、ごめんね。この後、エアパッキンをギュとっしたら、熱くなる実験をしました。この辺は、追記のあっちゃん先生のコメントにつながるよ。

高学年には、空気の分子の動きのはなしを簡単にしました。

そして、いよいよ、みんなの工作につながる、吸盤の実験。とんでも吸盤（写真の右の緑色のもの）というので、こんなものをくっつけたよ。

一升瓶だって、くっつきます。

KUBOさんが用意した、ゴム板は、900kg位の空気が乗っかっているようだよ。

以前、東小祭でやったQバンも実験してみました。

このQバンは、2011年科学の鉄人の「qバン忍者さん」から教えていただきました。このQバンで、どうやったら、ぴちっとくっつくかコツをつかんで、みんなが作ったものは、こんな吸盤。

ashiさんの部屋さんの『大気圧シートを見て、考えつきました。
下記は、リンク切れのようです

http://www42.tok2.com/home/ashi58/ashi/science/apress_up/airpress.htm

材料こんなものを使っています。（後に詳しく説明）

こんなものもくっつきます。

ドヤ顔！？「すごい！？」

底だって、くっつくかな？

プッチンしちゃうと、くっつかないよ。

ちょっとずらすと、落っこちます。

みんなは、四角のシートだったけど丸く切ると、ちょっと見えにくくて、不思議です。

おうちでやってみてね。あんまり、切りすぎると、ダメだよ。

＝＝＝

ってことで、工作方法を入れておきます。
後から、この部分を入れたので、少しこれ以前の画像も入っていますが、すみません。

出来上がりは、こちら

画像処理すればいいのですが、ちょっと形が変に映っていますが、
左が、プラカップバージョン。右が紙コップバージョン。どちらのカップでも、こだわりないですが、テレビなど垂直なものにくっつけるときは軽いほうがいいようです。右の紙コップは、普通の紙コップより小さいものを使っています。

最初のテレビにくっついているのは、下の四角いもの（ファイルケースを切ったもの）は透明で、コップの口より少し大きめくらいに丸くカットしています。それは、ファイルケースが見えにくくて、コップがじかにテレビにくっついているように見えたほうがおもしろいのでそうカットしています。

ただ、最初は、四角のほうがやりいいでしょう。

使っているのは、こんな道具です。

四角い白いのは、ファイルケース。

こちらの透明なもののほうが、おもしろいかもしれません。

ああ、クリアホルダーと書いてありますね。では、今後は、薄いプラ板としましょう。

では、説明を入れながら、進めていきますね。

もう一度、【材料】

上から

・コップ（紙コップでもプラカップでも可軽くなる方がいい）

・コップの口より少し大きめにカットした薄いっプラ板1枚

・上がフラットな押しピン（一番オーソドックスなものです）1つ

・割り箸一本（割って1本にしています）

・ガムテープ（割りばしの左端にくっついているもの・押しピンが隠れるくらいの大きさ）1枚

・輪ゴム2本くらい。または、横に見える白いスポンジ。

こちらの白いスポンジは、トタン屋根などを止めるもので100個で170円くらいで売っています。いろんな工作に使えるので便利ですが、まあ普通のおうちには、ないでしょうから、輪ゴムでよいです。

ちなみに、こんなものでホームセンターなどに売っています。

【作り方】

画像は左から見てくださいね。

薄いプラ板の上、真ん中あたりに画びょうを置き、上からガムテープで留めます。

画像真ん中のようになります。

画像右は、裏返したところ。裏から画びょうを指しているわけではないですよ。

実はこのまんなかのものでも、十分吸盤になっているのですよね。

凸凹がない、机やガラス面において、針の部分をつまむと、机などにくっついて持ち上がりにくいです。

でも、ちょと危ないので、、危なくないように、上から割り箸をさします。

割り箸は、割って1本にして、画像左のように上からさして

画像右のようにします。もちろん、割り箸も、長くて危ないので、注意してくださいね。

これで、この割り箸のさきっちょを持って、滑らかな机の上にポン！とおいて、引きあげると、机にくっついて引きあげにくいのですよね。

薄いプラ板が沿っていたりするとうまくいかないことがあります。

そういう時は、そらせないようにしたり、上からプラ板全体を机にくっつけてあげる（手でおさえてあげる）といいかもしれません。

で、そういった作業をするのが、不自然ということで、この薄いプラ板を、机に置くと同時におさえることができるように、こんな風に、コップに穴をあけてかぶせます。

割り箸が入るくらいの穴が良いです。少し隙間があっても、構いませんよ。そのくらいのほうがいいかもしれません。プラカップは、少しとがったえんぴつで穴をあけることができます。注意してやってね。

こうすることで、薄いプラ板全体に重さがかかり、滑らかな机に置いた時に、ぴったりと机につけることができるのです。

こんな感じで、持ち上げると、もう動きません。

これでも、十分なのですが、テレビや冷蔵庫（垂直な面）につけた時に、コップがぐらぐらしたらいけないので、コップが動かないように、輪ゴムや白いパッキンで、止めるといいかもしれません。

あんまり、きゅーっととめ過ぎると、画びょうと割り箸が取れてしまうので、ちょっと注意です。

薄いプラ板を、透明なものにしてコップの口よりちょっと大きいくらいの丸にすると、、最初のように、テレビや冷蔵庫にくっつけたら、おもしろさが増しますね。

こんな感じで、プリンカップの底もくっつきます。

もちろんカップがぷっチンしてあって、穴があったら～。

落ちちゃいます。

垂直な面にくっつけるには、軽いほうがいいので、割り箸の長さを短くする・軽い・小さいカップにするなど、いろいろチャレンジしてみてくださいね。

ではなぜ、この吸盤がくっつくかですが・・・

薄いプラ板を机に置いて、ぴったりとくっつくと、プラ板は、見えない空気で上から抑えられ、動くことができません。こんな感じ。

でも、隙間ができて、横から空気が入って来ると、するっと動くようになります。

ぴったりと書いていますが、まったく空気が入っていない状態は、ふつうこの状態では作れないので、先に書いたように、プラ板がそっくり返ってたり、机が凸凹だったりすると、空気がいっぱい入ってきたり・残ってたりしていて、失敗する率が高くなります。

ただ、ぴったりくっつくから、この吸盤が動きにくいかというとそうでもなくて、もう少し理由があるようです。

このカップ吸盤は、机などにくっつけた後に、割り箸で持ち上げますよね。そうすると、押しピンの針の部分が持ち上がって、プラ板が少し引き上げられます。そうすると、机とプラ板の間に真空の部分ができます。こんな感じ。

それで、真空の部分では、大気圧のほうが大きくなるので、プラ板が机より離れにくくなるのだと思います。（実際は、真空にはならないと思いますが、説明をわかりやすくするために、そうしました）。

だ?
?ら、市販の吸盤は、円錐状の盛り上がりがある形になっているようです。

吸盤がくっつく理由などで検索するとよいのではないかな～。と思います。

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そして、長くなりますが…もうひとつ、KUBOさんが用意していたのは、こちら、

どうやって使うかというと、

自分で、空気を抜きますっ。!(^^)!　すると、風船は、こんなに大きくなって、

くっついたまんま。

KUBOさんも、ドヤ顔です。=^_^=

もちろんてをストローから、手を放して、空気が入ってくると、カップは離れます。

これは、『マグデブルグの半球』というものですが、こんなに簡単なモノでも、やれるよ。ってことで、みんなに見せたかったんだ。マグデブルグの半球もどきかな。

今回の実験を、KUBOさんがやりたかったのは、最初の重さが測れるのかな？の実験で、実は、KUBOさんも、ビーチボールに空気を入れたら、測れるんじゃないかな？と思って、やったんだけど、ダメだったのです。それで、どうしてかな？と考えて・・・それがとっても面白かったので、みんなにも紹介したかったんだ。おうちでも実験してみてね。

今回は、いつもの井上さんはもちろん、あっちゃん先生こと久保庭敦男さん。そして、児童館の先生方もいらしてくださいました。

それと、飛び入りで、神田さんにも来ていただきました。途中KUBOさんは、空気が少なくなったら、お湯はどうなるかの実験で、みんなに、「空気が出ていく」と説明しちゃったけど、「沸騰は、溶けていた空気が出たのではなく、水の沸点が下がったためです。」って教えていただきました。重ねて、ありがとうございました。=^_^=

おうちの方も是非、ご興味があったら、覗きに来てくださいね。

また、お持ち帰り資料で、間違ったことなどお気づきのことあがりましたら、どうぞお知らせください。

以前、実験隊で行った、空気に関する実験は、下記です。マシュマロが大きくなった様子などもあります。
画像が、リンク切れのことがあります。すみません。

たまごがスポン実験で空気の力を感じて見よう！

逆さコップの実験