文系母の科学教室

科学オンチの文系母が、家庭で子どもと科学を体験

注射器内の空気と水を押してみると?

寒くなってきたので、お風呂で楽しめる水を使う実験にしました。

 

目的

空気や水を押したときの体積や押し返す力の変化を確認する。

 

材料

  • 注射器(子どものお医者さんごっこ用に買ったもの。数百円だったはず。)

f:id:bunhaha:20171125231008j:plain

 

方法

以下の3つを行い、注射器内の空気または水の体積や、ピストンを押し返す力の違いを確認する。

  1. 空の注射器を持ち、注射器の先を開けたまま、ピストンを押す。
  2. 空の注射器を持ち、注射器の先を指で押さえたまま、ピストンを押す。
  3. 水の入った注射器を持ち(注)、注射器の先を指で押さえたまま、ピストンを押す。 

(注)水の入った注射器を用意する際は、注射器内に水を入れた後、注射器の先を上に向け、注射器に空気がなくなるまでピストンを押すこと。

 

結果

  1. 空の注射器の先を開けた場合は、ピストンは軽い力で最後まで押すことができる。
  2. 空の注射器の先を指で押さえた場合は、ピストンを強い力で押すと、注射器内の空気の体積を小さくできるが、その分、空気がピストンを押し返す力は大きくなる。その力のため、最後までピストンを押すことはできない。
  3. 水の入った注射器は、水の体積を小さく押し縮めることはできない。

 

考察

  • 閉じ込めた空気を押すと、空気の体積は小さくなるが、押し返す力は大きくなる(ボイルの法則)。
  • 閉じ込められた空気は押し縮められるが、水は押し縮められない。

 

文献

www2.nhk.or.jp

 

実験の手引き 第4学年A(1) 空気と水の性質

 

感想

子どもにピストンを押させると、張り切って力いっぱい押すので大はしゃぎ。注射器の先を指で押さえているだけなので、指が外れて濡れないよう、お風呂でやるのがおすすめです。