夏休みの自由研究、終わりましたか?

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ブログをご覧の皆様、こんにちは! 科学コミュニケーターの野副です。

お盆シーズンが過ぎて、学校の夏休みも残すところあと数日となりました。皆さん、自由研究、もう終わりましたか? 今日は、自由研究の題材になるかもしれないお話です。ちなみにわたくしは、大好きな自由研究や自由工作は夏休み中の早い段階でやっていましたが、苦手な漢字ドリルなどは夏休みの最後の週まで後回しにするタイプでした。

さて、この写真に写っているもの、何だと思いますか?

実はこれ、カップラーメンの容器だったのです。でも、それにしてはちょっと変だと思いませんか? 表面がザラザラしているし、実はサイズも小さいです。これは、未来館の常設展示5Fで行っている「サイエンスミニトーク」の水圧実験で潰したものです。普段は下の写真のように、「深海の世界」をご紹介しながら、皆さんの目の前で実験装置を使って潰しています。

さて、この潰した発泡スチロールの容器、元々の大きさと比べてみましょう。

高さが半分より少し高いくらいになっていますよね。どうして、発泡スチロールの容器に水圧をかけると小さくなってしまうのでしょうか。こちらは、水圧をかける前とかけたあとの発泡スチロールを電子顕微鏡で撮影した写真です。

(金木:当館スタッフボランティア撮影)

実は、発泡スチロールは拡大すると、上の写真の左側のようにたくさんの「小さな部屋」が集まってできています。部屋の中には空気が入っています。空気は、熱を伝えにくい性質があります。そのため、発泡スチロールは冷たいものを入れておく容器として使われます。カップラーメンだったら100のお湯を入れてもあまり熱いと感じることなく手で持つことができるんです。

この発泡スチロールに水圧を加えると、中の空気が縮んでお部屋が小さくなります。それが右側の電子顕微鏡写真の状態です。それぞれのお部屋が縮んで集まっている様子がわかります。この状態は、水圧を元に戻しても変わりません。でも、中に入っていた空気は元通りに膨らもうとしますが、潰れたお部屋はそのままなので空気は居場所がなくなってしまいます。そのため水圧を戻したあと、少し時間をかけて発泡スチロールの表面に空気が出てきます。最初の写真で表面がザラザラしているのは、このお部屋が潰れて空気が出た痕跡なんですね。

では、最後に水圧に関するクイズです。下にあるもののうち、水圧で潰れるものはどれでしょうか。

  1. お豆腐

  2. ビー玉

  3. ピンポン球

  4. 水風船

自由研究で水圧を加える装置を作るのは難しいと思いますが、身の回りにあるもので、水圧を加えたら潰れるものと潰れないものを調べるだけでも、自由研究になるかもしれません。水圧実験を行うサイエンスミニトークは、毎日実施しているわけではありませんが、もし水圧で潰れるかどうかわからない場合は、未来館にいる科学コミュニケーターまで会いに来てください!

クイズの答え:

ピンポン球(これ以外の3つは、すべて中に空気が入っていないので、水圧を加えても形は変わらない)

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