わたしの推薦です |
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（総評） 推薦1：紙トンボの不思議 推薦2：こんにゃくで調べる! 野菜のあく 推薦3：発芽と水II 推薦4：空飛ぶ昆虫のなぞ 推薦6：こんなものでもつくのかな |
＊各タイトルの後にある★印の年度とタイトルは、当HPで御紹介した過去の関連実験の報告です。今回御紹介している作品とあわせて、ぜひ参考にしてください。
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★2004年 くまたろう 5年 E. S. 「飛行機はなぜ飛ぶか」
★2002年 うさこ 4年 三角俊平 「飛行機飛ばし」
★2001年 うさこ 6年 高橋龍之介 「紙飛行機の折り方と飛距離」
◇私は自由研究のテーマを考えた時、家にあった扇風機の羽がふと目に止まった。しかし、どれぐらい涼しいかなどわからないだろうと思った。プロペラがまわるようなものはないかと考えた。そこで、昔の子供のおもちゃだった竹トンボをやろうと思った。竹トンボは手作りだから、昔はどうすれば長く飛んでいられるだろうかとかを考えながら作っていたと思う。だから、私も、昔の子供達がやっていたことをやってみたい。
そこで竹を探したが竹はなかったので、木で作ってみることにした。父に手伝ってもらい、寸法などを測ってけずってみた。するととてもかたくてけずりにくかった。しかし、木トンボができた。
田舎にいったら竹トンボを売っていた。また、竹があったので、父が竹ひごを作ってくれた。羽を作るために竹をけずったが、とてもかたくてけずれなかった。
そこで、紙で作る紙トンボで実験することにした。
［調べる］
竹トンボの由来をしらべた。
［実験計画］
材質、角度、大きさ、形、長さ、枚数の6つの条件で調べた。一つの条件だけを変えて、ほかの条件はそろえて行う。どの条件がそろった紙トンボが滞空時間が長いだろうか。よい条件のそろった理想の紙トンボを飛ばしてみて、どうしてよく飛ぶのかという理由を考えてみたい。
一番のもとの形を作る。大小はこの形を拡大縮小して作る。竹串のもとの長さはプロペラよりしたが12�B、上が1�Bに統一した。
飛ばし方は、5回やったうちの最少と最大を省いた平均値で表す。
［実験と結果1］
1. プロペラの角度が違う紙トンボの滞空時間。角度があるものと無いもの。
角度ありの平均が2.02秒、なしは0.85秒。角度があった方が滞空時間は長い。
2. プロペラの大きさが違う紙トンボの滞空時間。1.8倍 1倍 0.8倍。
0.8倍の平均が1.6秒、1倍が2.02秒、1.8倍が0.66秒。標準の大きさが一番よい。
3. プロペラより下のひごの長さが違う紙トンボの滞空時間。ひごの長さ12�B、8�B。
8�Bは2.12秒。12�Bは2.02秒。8�Bの方が滞空時間は長かった。
4.プロペラの形が違う紙トンボの滞空時間。標準型、ブーメラン型、三角型。
ブーメラン型2.28秒、三角型1.9秒、標準型2.02秒。ブーメラン型の方が長い。
5.プロペラの枚数の違い。1枚、2枚。
1枚2.02秒、2枚0.71秒。1枚の方が滞空時間が長い。
6.材質の違い。ティッシュ箱、牛乳パック、段ボール。
ティシュ箱2.02秒、牛乳パック1.78秒、段ボール1.27秒。ティッシュ箱が長い。
全体の結果を表にまとめ直した。
［実験と結果2］
実験1の結果でよい条件がそろった紙トンボを作り、滞空時間を調べた。
1.69秒で、よい条件がそろったのに、ぜんぜん飛ばなかった。
よいところばかり集めてもよく飛ぶとは限らない。
［調べと実験］
プロペラのしくみと、紙トンボはなぜ飛ぶかを調べた。
そして、プロペラの回転によって風が下に流れているのに対し、紙トンボは上向きの力が働いているということを紙の上に息を吹いて確かめた。
反作用や揚力についても調べ、実験で確かめた。
紙トンボの飛行を左右する4つの要素には、慣性(力が働かない限り物体がその運動状態を持続する性質)、揚力(進行方向にたいして垂直、上向きに働く力)、抵抗(流体中を運動する物体が、その運動方向と反対方向に流体から受ける力)、重量(重さ)がある。
［まとめ］
プロペラには角度があった方がいい。また、プロペラは大きくもなく小さくもないのがよい。ひごは短かめ、プロペラの形は点対称のブーメラン型、プロペラの枚数は一枚のほうがよかった。材質は薄くてかたさもちょうどよいティッシュ箱がよかった。
反省点として、竹ひごの長さなど、くらべる条件や内容をもっと増やせばよかったと思う。飛行機のことなども調べてみたい。
私は理科では物理が特に好きだ。5年で振り子をやった時、実験があまりに楽しくて夢中になってしまい、後ですごく勉強した。だからとても身になったし、物理が好きになった。そのためか扇風機に目が止まり、紙トンボに発展していった。はじめは紙トンボ一つ作るのにとても時間がかかってしまったが、だんだんなれてきて、材量とプロペラの型さえあれば3分くらいで作れるようになった。作るのも楽しかったし、実験結果を比べたら意外な結果になったのも面白かった。すごく楽しみながら学べた。
普段は不思議に思わないことも実験したら「あ～、不思議だな」と思ったりして、紙トンボは私に身の回りのいろいろなことを気づかせてくれた。ありがとう! 紙トンボ!
［参考文献］
日本玩具人形辞典 齋藤良輔 東京堂出版
郷土玩具辞典 齋藤良輔 東京堂出版
野の玩具-草笛、竹トンボの世界- (中公新書) 中田幸平 中央公論社
竹とんぼからの発想-手が考えて作る- 秋岡芳夫 講談社
竹とんぼ夢中人 秋岡芳夫 国際竹とんぼ協会編著 山海堂
NHKやってみようなんでも実験-理論社版3- 天高く飛べ竹とんぼ
榎田政隆文、構成 理論社
ライト兄弟はなぜ飛べたのか 土佐幸子 さ・ら・え書房
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◇こんにゃくのパッケージのところに「あくの強いものといっしょに加熱されますと、こんにゃくが変色することがあります。」と表記してあった。どんなものといっしょにするとこんにゃくは変色するのだろう。そこでいろいろな種類の野菜とこんにゃくを使い、実験することにした。
［調べる］
こんにゃくの種類や特徴と、あくについて調べた。
［実験と結果］
こんにゃくをうすめに切って、すり下ろした野菜とまぜる。電子レンジで３０秒加熱する。
灰色のこんにゃくで実験したら色の変化がわからなかったので、白いこんにゃくで実験した。
(根菜類)
タマネギでは、変色するのに2、3分程度かかり黄色っぽくなった。
大根は予想通り変色しなかった。
ニンジンは色が濃いため変色させることができると思ったが、ほとんどもとのままだった。
ごぼうはかたいためあまり変色させないだろうと思ったが、けっこう変色した。
ジャガイモ、さといも、ハスも実験したが、変色しなかった。
(果菜類)
なすは変色させないというイメージがあったので、こんにゃくに色がついていた時には驚いた。
長ねぎ、トマト、きゅうり、キャベツは変色しなかった。
ほうれんそうは最初の予想通り１４種類の野菜の中で一番よくこんにゃくが変色した。
レタスはあくの影響でこんにゃくが変色したのではなく、レタス色に染まったのだと思う。
［まとめ］
この実験をして「野菜のあくは加熱して食べるものほど強いのかな」と思った。理由はタマネギやごぼうはよく火を通さないと食べることができない野菜だし、そのまま食べることのできるトマト・きゅうりなどがまったく変化を見せなかったからだ。
逆に、水分を多く含んでいるイメージのナスが変色させたり、色が濃くて変色させるかなと思っていたニンジンが変色させなかったりしたのは意外だった。その他にも「えっ?」と思う結果がたくさんあった。はじめ、色の濃いものや根菜類にはよく変化がみられ、色の薄いものや果菜類にはそれほど変化がみられないのではないかと予想をたてて実験を始めたが、この実験を通して野菜の性質の意外なところを発見することができた。この他に、茎を食べる野菜「茎菜類」や花を食べる野菜「花菜類」で今回の実験をするとどうなるのだろう。今後の課題に生かしていきたい。
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★2005年 くまたろう 5年 本居 佳連 「発芽と水」
★2004年 データ 4年 内藤綾美「水の温度によるカイワレ大根の発が比べ」
★2002年 くまたろう 4年 本居 花奈子 「芽は力持ち」
★2002年 くまたろう 6年 匿名希望 「光で植物の育ち方が違うか」
◇昨年、発芽と水について調べたことの反省点から発展して調べる。発芽に差があるのは何故? どうやったら早く芽が出る? 砂糖水1％が一番発芽が早かったのはなぜ?
［昨年の実験から］
1. 発芽条件の水と水分の違い。水とは普通に水として飲んでいるもの。水分とは水の量(液体ではない)水や水分とはいろいろな意味・使い方があることがわかったが、発芽の場合の水や水分は「みず」だったことがわかった。
2. 100％果汁のジュースは水分がないために発芽しない。
3. 洗剤や絵の具など水分があれば少しは発芽する。水の割り合いによるようだ。
4. しょうゆは水分ははいっているためかまったく発芽しない。
5. 発芽しなかった塩水などを使った種は、小さいままだった。
6. 砂糖1％の種が一番発芽が早かった。
7. 砂糖水や果糖ははいっていても発芽する。特に砂糖は発芽が早い。
8. 水の中で硬水のみ発芽が遅かった。
去年の反省点として、何度も失敗を繰り返しての実験だったが、実験をしながらどうやるのがいいのかがわかったと思う。でも、正確さにかけていた。例えば、種をグラムで計ったりしていたので、個数にすればよかった。また、水の量もそろえないといけない。条件をそろえないとだめだということがわかった。面倒だと思ったらだめだということがわかったので、今年はそういうところをちゃんとして実験したい。
［実験と結果1］
種の大きさもそろえ、大きさにも関係があるかを調べた。大きそうな種を選び、たてと横の長さを3回測って平均を求めた。膨らんだ大きさも測って、どれだけ膨らんだかを確認した。
水道水、炭酸水、砂糖1％、塩1％で発芽実験をそれぞれ3回行って、測定結果を表にした。
食塩水はまったく発芽せず、ほかはすべて発芽した。
食塩は、ほかの3種にくらべると膨らみが少なかった。芽がでない種は膨らみが少なかったから、水分の吸収によって違いがあるのかなと考える。［実験と結果２］
ウズラのたまごの容れ物に種を一つずつ入れて、水の量を少しずつ変えてみて、発芽の様子を調べた。
与える水分が少ないのは水分が吸収されてなくなったのと、蒸発してなくなったので、十分種が水分を吸収することができず発芽率が悪い。ケースによってもばらつきがあったが、0.3～0.4�Nの種が発芽が早く、葉まで出てきた。種が水分に沈みそうなギリギリのところの０.5�Nは水分が多すぎたのか発芽が遅かった。やはりちょうどよい水分を吸収することがいいことがわかった。とても微妙な水分の差で量るのが大変だった。
［実験と結果3］
浮く種と沈む種で発芽を調べる。重い種の方が栄養がいっぱいあるから発芽すると思う。
予想通り、沈む種の方が発芽が早い。このことから、発芽には栄養の働きが関係あると思った。
［実験と結果4、5］
昨年実験した時の余った未開封の種があったので、今年の種と比較してみる。
同じ農園が出荷している同じ生産国の種。
予想通り、今年の種の方が発芽が早く多かった。結果は表とグラフにしてまとめた。
砂糖1％は発芽は早いが、その後の根や葉の伸びは遅くなる。
発芽に栄養は必要無いとあるが、今までの実験から栄養をうまく働かせた種から発芽するのではないかと思った。そこで、植物の栄溶液をまぜてみたらどうなるか調べた。
その結果早い種でも12時間後ぐらいにしか発芽しなかったのが、4時間で芽がてていたのに驚いた。
2、3、5滴が発芽にはよかったようで、10滴になると発芽が遅くなった。全部栄溶液でも発芽したのにも驚いた。栄養は必要無いが、ある程度の栄養ならば、発芽が早くなることがわかった。
［まとめ］
1. 水分を吸収することで種は栄養を働かせるので、水分の吸収量で発芽に差が出る。また、浮く種、沈む種より、もともと持っている栄養が違うものもある。
2. 水分だけ考えると適切な水分がとれるように水を上げてあげると早く芽が出る。種がかぶるくらいの水。それは、種が呼吸できて、必要な分だけ水を吸収できるから。少なすぎると足りなくなったり、蒸発してしまって吸収する水分がなくなる。それから、栄養になるもの、砂糖や栄溶液を少し足すと早く芽が出る。
3. 砂糖1％の発芽が早いのは、発芽は栄養をうまく働かせるかによるので、砂糖がその助けをしたと思う。種の栄養はデンプンで。デンプンは糖だから、砂糖と同じなのだと思った。
昨年疑問に思いながら、調べることができなかったことを調べられて楽しかった。最初はぜんぜん違っていたので、もうやめようかと思ったが、あきらめなくてよかったと思った。早く芽が出るので実験はしやすいが、種が小さいので変化を見つけたり、量ったりも大変だった。また、水の量も違いがあまりないので大変だった。昨年の失敗から、今年はちゃんと正確にが目標だったのに、ついつい忘れて失敗もした。大変だったけど、面白い発見もできて、とても楽しかった。栄溶液はまさかと思って入れてみたのだったけど、そのまさかで面白い結果が出て、わくわくした。発芽が早い種なので、差が分かりにくいので、今度は時間がかかるけど、アサガオのような種で調べてみたいと思った。その方が誤差がないような気がした。
［参考］
鳥取大学サイエンスアカデミー
「でんぷん・糖のはたらき」
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◇鳥、ムササビ、モモンガ、とかげ、昆虫など、地球上には空を飛ぶ生き物がたくさんいる。人間は鳥のように空を飛ぶことに憧れて、航空機を開発してきた。昆虫は小さい体にもかかわらず、羽を高速で動かして長距離飛行する。そして、昆虫によって、羽の動かしかた、姿勢が違う。そこで、身近にいる昆虫の飛行について観察してみることにした。
［観察と実験］
・カブト虫、カナブン、トンボの羽を観察してスケッチする。飛び方やどんな時に飛ぶかを観察する。
・カナブンの背中にボンド(G17・簡単にとれるボンド)で針金をつけて宙づりにし、どんな時に羽ばたくか調べる。針金と鉛筆、キャップ、竹ひごを使って、下図のような装置を作り、昆虫の飛び方を正面と側面から観察した。
・ローソクに紙をかざしてススをつけ、その紙に昆虫の羽ばたいている羽を軽くこすりつけて、羽の動き方や早さを調べる。羽ばたきの跡を定着液で固定する。
・スス紙を引き戸のような装置で固定し、ゴムの力ですばやく動かし、羽ばたきの回数をトンボとカナブンで比較する。
［結果］
・羽を観察して記録した。
・カブト虫は押したり、引っ張っても飛ぶことはない。ただし、胸角を持って地面から持ち上げたりすると羽をひろげて羽ばたくことがわかった。カナブンも触るだけでは飛び立つことはなかった。カブト虫と違って、つかむところがないので、背中にG17ボンドで針金の先端をつけて虫に浮かせたが、羽ばたくことはなかった。針金をたてに振ったところ、羽をひろげて飛ぶことがわかった。普段から羽をひろげているトンボは近づいたり、触っただけで飛び立つ。
・飛び方を観察し摘録した。
・実験はカブト虫は重くて針金から落ちてしまったので、トンボとカナブンで行った。
・カナブンは足が地面から離れて揺すると羽ばたく。揺すった時は、昆虫から見るとまわりが動いているように見える。昆虫は物を追い掛ける習性があるので、空中で目の前の物が動くとそれをおって羽ばたきはじめるようだ。装置で、自分が飛ぶことによって針金の向うにつけたバランサーが動くと、それをずっと追って飛び続けた。
・羽ばたいた跡も記録した。
［まとめ］
・世界には飛ぶことのできる生物がたくさんいる。恐竜が祖先だといわれている鳥は、飛ぶことができる代わりに前足を使うことができない。それにくらべると、昆虫は前足も後ろ足も使える上に飛ぶことができるのはすごいと思う。シカも、遠い距離を休まずに飛ぶことができる。今回、3種類の昆虫をつかまえ、その羽の構造や飛ぶ時の様子を観察した。面白いと思ったことは、同じ昆虫でもまったく飛び方が違うことだ。
・羽の構造の違いについては、どの昆虫も前と後ろに左右対称の羽を持つという点では同じだった。甲虫は普段、後ろ羽を下りたたんでしまっているが、広げると胴体よりも大きな羽になる。おそらく重い体を飛ばすために大きな羽が必要なため、折り畳んでいるのだろう。しかし、羽の大きさは甲虫より体の重さが軽いトンボの方が大きい。つまり、体重と羽の大きさは比例しないことが判る。
・昆虫が飛ぶには、えさを探して移動することが目的だと思うが、えさの種類や移動の距離によって飛び方も変わり、またその体の特徴によって羽の構造や羽ばたき方が変わるというのは本当にうまくできていると思った。
・僕は3年前から家で幼虫からカブト虫を育てている。家で生れたカブト虫は虫かごの外に出してもなかなか飛ばない。でも、森でつかまえてきたカブト虫はかごから出したとたん家の中を飛び回ってびっくりしたことがある。育った環境によって違ってでる点も自然の不思議なところだと思う。
・羽ばたく回数はカナブンの方がトンボに比べて早いことがわかった。羽が小さいカナブンは非常に早く羽ばたく必要があるのだろう。これだけ羽ばたいて長く飛ぶだけの力が小さい昆虫のどこにあるのかがとても不思議だった。
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★2001年 データ 5年 萩原 舞 「空気中の二酸化炭素の研究」
◇昨年コンクリートに寄る地球温暖化の実験をしたので、今回はもう一つの地球温暖化、空気と二酸化炭素(CO2)の温まり方の実験をしようと考えた。また、地球温暖化をとめるには木を増やすのがよいとテレビで見たので、二酸化炭素と緑(木、花、草)の関係も、実験することにした。
［実験と結果1］
密封容器にA. 空気、B. 二酸化炭素、C. 二酸化炭素+草 を入れ、さらにその中に温度計をつけて外に出して1時間ごとに計る。なるべく3つの容器がおなじ条件になるように、A、Bにも土を入れておく。
8/17(8時～18時)、8/18(7時～13時)、8/19(8時～18時)、8/20(8時～17時)の4日間、それぞれ1時間ごとの温度を測定して、表とグラフにまとめた。その時間の天気も記録した。
［考えたこと］
B. 二酸化炭素 は、容器の中の温度が3つの容器の中で一番高く、50℃をこえることもあった。
日光が出ると3つの容器の中の温度の差がつくが、曇りや雨の時は差があまりつかない。
C. 二酸化炭素+草 は、一番容器の中の温度の上がり方が遅かった。が、8/20に草が一本枯れ、残り一本になったとたんに気温の上がり方が早くなり、A. 空気 よりも気温が高くなった。
［感想］
二酸化炭素は地球温暖化をどんどん進行させているといわれているのは、知っていた。しかし、二酸化炭素がどれだけ地球を熱くしているのかはあまり知らなかった。実験をする前は、空気にも二酸化炭素がはいっているだろうし、草も二本の小さい雑草だから、余り酸素を出さないだろうから、どれも容器の中の温度は変わらないと思っていた。
しかし、実験の結果、二酸化炭素だけ入れた容器は日光を浴びると温度の上がり方がとても早くてびっくりした。それに、温度計の目盛りを超えてしまう程熱くなっていて、二酸化炭素のすごさを見せつけられてしまった。
また、晴れている時はいつもBが1番温度が高くて、Aが2番目、そは3番目だった。
私はどうしてAがCよりも温度が少し高いか不思議に思った。だが、Cの草が1本枯れて残り1本になってから、CがAよりも温度が高くなったことで、どんなに小さくちっぽけな雑草でも、温度を低くすることができるんだと思ってとても感心した。
今、地球は地球温暖化という大変な危機にある。
このまま、地球温暖化が進んでいくと、北極や南極の氷がどんどんとけていってしまう。そうすると、海の高さがあがり、しまいには日本やほかの島国が水没してしまうおそれもある。さらに、南極や北極の氷がとけると、ペンギンの住み家もなくなって、ペンギンがいなくなってしまうかもしれない。
そうすると、ペンギンを食べるしろくまのえさがなくなってしろくまもいなくなってしまうというように、たった1種の動物がいなくなるだけで、いろいろな動物が死に到るおそれがある。
私は地球が大変になるのを少しでもとめるために気をつけたいことがある。
・つけた電気は必ず消す。
・紙を必要以上に使わない。
・物を捨てる時は必要以上に捨てない。
・物はきちんと分別して捨てる。
こんなに簡単なことでも、みんなが少しずつやっていけば、地球温暖化防止ができるのではと思う。
また、木を切ることは、地球温暖化の進行をしやすいようにしていることになる。だから、・木を切らない。・緑を増やそう。
私は、家のまわりに緑を増やしてみようと思う。
ほかにも案としては、・ビルの屋上に緑をふやす。
・緑を増やす会のぼきん活動を行う、ぼきんする。などが考えられる。
この実験をして、すごくよかったと思う。私が自然に感心を持って、自然に関係がある本も読めて、この地球のことが少しわかったような気がしたからだ。それに、二酸化炭素のすごさを見せられ、さらに、一本の草が枯れたことで小さな小さな草でも少し温度が低くなることがわかったので大満足した。これからは前よりも自然を愛し、守っていくことが必要だ。そして、いつまでも子孫を残していくことが大切だと思う。
［参考図書］
「地球温暖化を防ごう-資源、エネルギー、二酸化炭素-」 監修 佐島群巳
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◇ある日、学校からかわきかけたスティクノリを持って帰ってきた。そのノリを少しとって、油性マジックペンで色をつけた。それを電気スタンドのタッチセンサーにおいてさわってみたら、電気がついたので不思議だと思った。
［実験］
実験するものを電気スタンドのタッチセンサーの上に置く。タッチセンサーに直接指を触れないように気を付けて、実験するものの上に指をのせる。電気がつくかを調べる。
(食べ物)・・・炊いたお米、リンゴ、メロン、のり、ちくわ、生肉、きゅうり、トマト、クッキー、チョコレート。
(紙、その他うすいもの)・・・コピー用紙、セロファン、サランラップ、銀紙、クッキングシート、ティッシュぺーパー、綿の布、ビニールぶくろ。
(金属、その他)・・・ガラスのビーズ、クリスタル、淡水真珠、テレビ石、ラピスラズリ、18金ネックレス、クギ、画びょう、銅。
(その他いろいろ)・・・ねりけし、消しゴム、固まつたボンド、鉛筆の削りカス(木)、葉、油粘土、紙粘土(かわいてない)、髪の毛、輪ゴム、プラスチック。
それぞれについて特徴を書き、予想し、写真を取り、結果を記録した。
［結果］
(食べ物)は、リンゴ、メロン、ちくわ、生肉、きゅうり、トマトなど、電気がついたものの方が多かった。
(紙、その他)は全部が電気がつくか、△だったので驚いた。△では二つ折りではつかなかったり、ぐっと押さないとつかなかったりした。
(金属、その他)は×が多かった。銅しかつかなかった。
(その他いろいろ)では、葉と紙粘土だけがついた。乾いているもの、固まっているものは電気がつかない。水分を含んでいるものがついた。
［まとめ］
電気がついたもの・・・水分がある。うすい。
つかなかったもの・・・だいたい水分がない。
電気を通しやすかったもの・・・生肉、ちくわ、銅、葉、紙粘土(かわいていない)
電気を通しにくいもの・・・コピー用紙、セロファン、ティシュペーパー、綿の布
不思議に思ったこと・・・
なぜ、クギと画びょうは金属なのに電気を通さなかったか。なぜ、紙は電気を通さないはずなのに電気を通したか。なぜ炊いたお米は水分が多そうなのに電気を通さないか。
この研究はやっているととても楽しい。実験をする時は、予想があたっているかどきどきした。実験が好きな私にぴったりな研究だなあと何度も思った。発見や疑問が多い、とても面白い研究だった。皆さんも一回実験してみてほしい。