理科実験の自由研究！ペットボトル噴水の簡単な作り方
自由研究に何か一緒に作ってというので、大人の私が一度は作ってみたいと思った「ペットボトル噴水」を子供と一緒に作ることにしました。
これは、親が楽しみたいがために作ったようなものですが、身近にあるものを使えば、簡単にペットボトル噴水を作ることができますので、作り方の参考に。自由研究の課題にするので、それに沿った内容で記載していきますね。
実験の目的
電気を一切使わない、空気と水だけを使った噴水は出来るだろうか？準備したもの
・500mlのペットボトル3本・ビニールチューブ1m
・家庭用ドリル
・ドリル6mm
・カッター
・瞬間接着剤
・ビニールテープまたはテープ
・台代わりの木材
ビニールチューブは、ホームセンターに売っていました。私の地域では、量り売りで売られていました。6mm幅×1mで110円でした。
実験で気をつけること
・カッターを使ってペットボトルやビニールチューブを切るため、ケガをしないように注意して下さい。・キャップにビニールチューブを通す穴を開けるため、今回はドリルを準備しましたが、無い場合にはカッターやキリなどを使っても穴を開けることはできます。
・水が溢れる恐れがありますので、屋外やお風呂場などで行なうようにしましょう。
予想
水を注ぐことで、ペットボトルの空気が押されて、出口のビニールチューブから水が勢い良く吹き出してくると思う。ペットボトル噴水の作り方
ペットボトルのフタに穴を２つ空けます。
今回、準備したビニールチューブが6mmなので6mm穴を空けるためのドリルを使ってペットボトルのフタに穴を空けました。
家にあれば、ドリルを使った方が早く準備することができます。なければ、キリやカッターを使って穴を空けましょう。
３本のうち、１本のペットボトルを半分にカッターで切ります。
一旦、ペットボトルをセットして、ビニールチューブを切る長さを確認します。ビニールチューブは、３本に切り分けます
私のセットしたペットボトルの間隔では、赤45cm、黄色30cm、青25cmの長さに切り分けました。
ペットボトルからキャップとビニールチューブを取り、瞬間接着剤を繋ぎ目に入れます。
表からと裏から両方に瞬間接着剤を入れて、空気や水が漏れないようにします。漏れてしまうとこの実験は失敗になってしまいますのでしっかりと接着します。瞬間接着剤なら５分も放置しておけば、乾燥しますのでしばらく置いておきましょう。
ペットボトル１本に水を入れます。水の流れが分かるように赤い絵の具を溶かしてみました。写真のように水を入れたペットボトルはちょっと高い位置にセットしておきましょう。これでセット完了です。
上から水を注いでみます。水が出てきたら成功です。もし、水が出てこなかったら、どこかで水や空気が漏れていますので、キャップとビニールチューブに隙間が無いか確認してみて下さい。また、ペットボトルとキャップがきちんと閉まっているかも確認しておきましょう。動画
まとめ・感想
空気が押されて、水が吹き上がることがわかった。水は高い位置から低い位置に流れるように、まず上段のボトルから下段のボトル【①】へと流れていきます。
下段のボトルの水が増えると、中の空気が水に押され、そのチカラで下段の空気が中段のボトルへ押し上げられます【②】。
中段のボトルに空気が送られてくると、そのチカラで中段の水が上段のボトルに押し上げられて吹き出しました【③】。
今回の実験では思った程、勢い良く吹き出すことができなかったため、中段のペットボトルの位置を高くしたりして、勢い良く吹き出すかを次回は、試してみたいと思います。
上から入れている水は、普通の色の付いていない水道水を入れました。注いでいる上段に溜まっている水が赤くなっています。きちんと水と空気のチカラを利用したペットボトル噴水が成功したことを表しています。
モーターを使った噴水装置ではなく、細いビニールチューブを使った噴水装置を作ってみました。どうしたら、モーター無しで噴水する仕組みを作るのか？を子どもと一緒に考えて見て下さい。子供の発想はとても面白いですよ。
我が子は、
・ペットボトルを押して勢い良く水を出す。
・ストローを使って空気を入れて水を出す。
ペットボトルを3本使って、水と空気に押し出されて水が噴き出します。空気や水が漏れないようにしっかりと作って見て下さい。
