『風船de噴水』 ペットボトルと風船だけで「大気圧の力」を限界まで検証！！【楽しくあそんで理系力が育つ！魔法のおうち実験教室】

夏休みも後半に突入！

まだ終わっていない子どもたちにとって、頭を悩ませるのが夏休みの自由研究です。

そんな子どもたちと一緒に、親子で楽しめる「おうち実験」にチャレンジしてみませんか？

今回は「大気圧」の実験を紹介します。

風船de噴水！
指を離すとピューッと水が飛び出す

おうちの庭や、濡れてもいいお風呂場で思いきり楽しめる、大迫力の実験をご紹介します。

それが『風船de噴水』です。

ポンプのような機械を一切使わずに、ペットボトルと風船という簡単な組み合わせだけで、勢いよく水が空高く噴き出す不思議な噴水を作ることができます。

この実験では、ペットボトルに取り付けた風船を膨らませ、ペットボトルの中に水を入れます。

風船の口を指で押さえている間は、水は静かに止まっていますが、指を離した瞬間に、ピューッと水が勢いよく上に向かって吹き出します。

まるでお店の噴水や、テーマパークのアトラクションのよう。

水が勢いよく飛び出す様子に、子どもたちは大興奮すること間違いなしです。

水や水しぶきで周りが濡れたり汚れたりする実験なので、必ず外や、濡れてもいい場所で行うようにおうちの人とお約束しましょう。

どうして水が吹き出すの？
大気圧の力！

どうして機械やポンプを使っていないのに、水がこれほど勢いよく噴き出すのでしょうか。

そのひみつは、私たちが普段は目に見えない空気の力、「大気圧（たいきあつ）」と、風船が縮もうとする力にあります。

実験で、ペットボトルの口に風船をセットして膨らませると、風船の中の空気の圧力（空気の押す力）は、まわりの空気の力よりもとても強くなります。

この状態で指を離すと、風船のゴムがギュッと縮もうとして、風船の中の空気がペットボトルの中の水を強く押し出します。

さらに、私たちのまわりにある空気には「大気圧」という、あらゆるものをあらゆる方向から押す力があります。

風船の縮む力と大気圧のバランスが変わることで、ペットボトルの中の水が空気の力に押し出され、ストローなどの細い出口から一気に外へと飛び出していくのです。

まるで魔法のように水が押し上げられる現象の裏には、目に見えない空気の大きなパワーが隠されています。

限界検証！
穴の数や大きさを変えて実験してみよう

『風船de噴水』をもっと面白くするために、限界検証に挑戦してみましょう。

［用意するもの］

・ペットボトル（500ml程度）
・風船 …1個
・ストロー …1本
・ビニールテープ
・キリ（穴をあける道具）
・水、フードカラー（色水にすると見やすくなります）

まず、おうちの人に手伝ってもらいながら、ペットボトルにキリで穴をあけ、そこにストローを差し込んでビニールテープで隙間がないようにしっかり固定します。

ペットボトルに色水を入れ、口に膨らませた風船を取り付ければ準備完了です。

ここからが限界検証です。「ストローの太さを太くしたり、細くしたりすると、水の飛び方はどう変わるかな？」「穴の数を増やして、2本のストローから同時に噴水を作ったら、高さはどうなるかな？」

ストローが細いほど、水はより高いところまで鋭く飛び出します。

逆に、ストローを太くすると、一度に出る水の量が増えて勢いよく飛び出しますが、高さは低くなります。

おうちの人といっしょに、ビニールテープで穴を塞いだり増やしたりしながら、どの組み合わせが一番高く、長く水が飛び出すか、限界まで試してみましょう。

実験がうまくいくコツは、空気や水が隙間から漏れないように、テープでしっかりと固定することです。

親子で工夫を重ねながら、最強のオリジナル噴水を作ってみてください。