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講座6 『大人のサイエンス教室 実験でなっとく』

第1回 「浮力のことを知って、なっとく」

2013/06/24

 6月19日(水)講座6『大人のサイエンス教室  実験でなっとく』の第1回「浮力のことを知って、なっとく」を花川北コミュニティセンターで行いました。講師は、昨年も牛乳の講座を担当して頂いた北海道大学名誉教授の仁木良哉さん、受講者は26名でした。

 仁木さんは先ず、本日のテーマである浮力の話に入る前に、前置きとして、「力」とは、「質量」とは、「重さ」とは、など基本的な事柄について説明されました。
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1)力、質量、重さ、万有引力、加速度など

◇「力」とは
・物体の運動状態を変化させる働きがあるもの
・物体そのものを変化させる働きのあるもの
「場の力」「接触の力」「慣性の力」がある。

◇「質量」と「重さ」
・日常では、質量と重さを混同しているが、「質量」と「重さ」とは違う。
・質量は、物質そのものが持つ普遍的な値であるが、重さは、重力の大きさを表す指標のひとつで、例えば、同じ物質を重力が1/6の月で測ると、地球の1/6となる。

◇万有引力の法則
宇宙では、どこでも全ての物体が互いに引き寄せる作用(引力、重力)を及ぼしあっている。

◇「力」と加速度との関係
質量mの物体が力Fを受けると、加速度αが生じる。
即ち F=αmとなる。

2)浮力について

◇アルキメデスの原理の発見
アルキメデスは、風呂に入って、水があふれるとともに自分の体が軽くなることからこの原理を発見、「ヘウレーカ(見つけた)」と叫びながら駆けまわったと伝えられている。


◇浮力
・水圧は水の深さで異なる。
・水圧は、大気圧+水の重さ
浮力は、物体を水中に沈めた時、物体の下面を押す力から上面を押す力を差し引いたもの。
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◇アルキメデスの原理
浮力の大きさは、物体が排除した流体の重さに等しい。
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この後、船や潜水艦、鯉の浮き袋などを例として、浮力についての話がありました。
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さらに、仁木さんのご専門の牛乳の話もありました。
・牛乳は他の食品よりは脂肪球が分かれやすい。

その脂肪球を顕微鏡で観察。
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このような浮力についてのお話の後、ヤジロベを使った実験に入りました。

実験1.
片方を水や塩水に浸けると、浮力が働いて、浸けた方が上がる。
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実験2.
片方を水、もう片方を塩水につけると、塩水の方が浮力が大きく、上がる。
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実験3.
色々な野菜、果物を水と、塩水に浸けてみる。
ほとんど(ミニトマト、ビワ、キウイなど)が、水では沈むが、塩水では浮く結果となった。
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実験4.
①水平に保ったヤジロベの片方を水に浸ける。→水に浸けた方が上がる。
②上がった方に水を足して、再び水平とする。
③足した水の重さを測る。
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④その重さが、重りが排除した水の重さであり、水の比重は1であるので、その重さが即ち吊るした重りの体積である。

 ただ、こうして測った重りの体積は、同じ電池の重りを使用したのですから各班とも同じ結果になるはず・・・・なのですが、実際には同一の結果とはなりませんでした。
6立法㎝、7立法㎝、7立法㎝、9立法㎝と4班の結果がバラバラだったのです。

 今年当初に行われた「科学は面白い 実験でなっとく!」の時もそうでしたが、実験と云うものは誤差が出る色々な要素があって、正確に行うのはなかなか難しいと云う事、またそれだけに面白味もあることが良く分かりました。


 こうして、本日のお話と実験は終了しましたが、子供の時に学校で習った、物体を水に浸けると物体が排除した水の重さだけ浮力が付くと云うことを改めて思い出し、さらにそれを実験で確かめて納得することが出来ました。












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