中学生の研究です |
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（総評） 1：タンポポレポート 2：タンポポレポート ＊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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★サイエンスグランプリ校内優秀賞
◇タンポポのつぼみを糸で結ぶと花は開くのか。
[実験と結果]
一般的な観察と、豆知識をまとめた。花茎の長さの変化などをグラフにしてまとめた。花茎は一回花がとじまたつぼみになる時はあまりのびなかった。冠毛がある花が集まっている時、開花する時よくのびた。
さらに、2株4輪のタンポポに注目、そのうち2輪だけ糸で結んだ。あまりきつくは結ばないので糸をはずして花は開くと思う。
1.観察開始から2日目、もう少し開きそうな状態まで育ったが、3日目にはしぼんでさらに開くことはなかった。花びらは乾燥していた。色は黄色より茶色にちかくなってきた。6日目に花びらが冠毛になるわけではないことが判明。乾燥した花びらは袋のようになり、花からとれた。13日冠毛がけっこう開いたが、結んだところから下は開いていない。
2.3輪のうち一つだけ結んだものも2日目に開き始めた。3日目は他のタンポポが少し咲き、糸で結んだものはすでにしぼんでいた。1.と同様にかさかさ乾燥した花びらが残っていた。乾燥した花びらが落ち、白い冠毛が見えた。13日目けっこう開いたが、結んだところより下は開かなかった。
結果、つぼみを糸で結ぶ花は完全に開花しない。
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★サイエンスグランプリ校内優秀賞
◇私の庭にあるタンポポを抜こうとしたら、ガバッと葉っぱだけが抜けて、根は抜けなかった。そうしたら、2?3週間後、芽が出てきていた。どうして芽が出てきたのか、そして、根を半分切手も出てくるのか不思議になり実験した。
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［観察］
タンポポの根について実際に掘って調べた。
［実験と結果1］
近くの公園で二つ並んではえているタンポポを見つけ、葉っぱのすぐ下を切ったものA、と根っこを5㎝まで掘って切ったものBを作り、残った根に土をかぶせておいた。
6/17から11日間観察して気温、天気とともに、変化の様子を表にまとめた。6/28に芽らしきものが出てきたがもしかすると雑草の可能性もある。期間中に結果が得られず、継続中。
(以下、追加提出されたレポート)
7/1に芽らしきものを確認。7/2本当に芽だった。二つとも出ている。
7/3葉が出てきた。7/8片方はしげってきた。
7/16芽を二つとも掘って抜き取った。するとおどろき! 根元から切ったタンポポは根っこが枝のように分かれて木のようにがっしりしていた。地面から5㎝で切ったつもりのタンポポは根がまがっていたせいで地面から1㎝しか残っていなかったようで、そこから芽が地中でのびてその分が白くなっていた。地中で光合成ができなかったためだ。だから、根元から切ったものと、地中で切ったはずのもの二つの芽が、ほぼ同時に出てきてしまった。
［実験と結果2］
1で抜いたタンポポを家に持ち帰り、水につけておいた。すると、根元から切ったタンポポが綿毛になった。次の日はもう一つの花が半開きになった。綿毛は風にふかれて飛んでいった。
［感想］
実験は途中だが、はっきりとした芽ではないが地面に変化が現れている気配がするので、もう少し観察を継続する。この実験を行うのが遅くなってしまったのは、前の実験の失敗のためだ。前の実験では近所の駐車場にはえていた珍しい関東タンポポと西洋タンポポについて、その成長の違いを調べていた。ところが6月上旬に見に行ったら、雑草とゴミにまみれてしまい、観察できる状態ではなくなつていたので、急きょ予定を変更した。
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★2006年データ??4年?? 石木 杏奈 「山の高度とお湯の沸き方」
★おしえてくまたろうはかせ やまの上だとおかしのふくろがふくらむよ!
★サイエンスグランプリ校内優秀賞
◇この夏、ヨーロッパへとんだ時の飛行機で私はあることに気がついた。それは着陸する際に、からのペットボトルがつぶれたということである。もちろんふたは閉めてあった。このことに興味をもった私は帰りの飛行機で再度この現象を確認するため、飛行機にのるとすぐにフライトアテンダントの方にペットボトルをもらい、水をすべてのみ、からにしてふたを閉めた。この辞典でペットボトルの空気は機内と同じ空気(気圧)になっていることを確認し、そして飛行機が着陸するにつれて前と同じようにつぶれるかを確かめた。
私は、飛行機内の気圧、機外の気圧、そして地上の気圧との関係について知りたいと思った。飛行機内の気圧と地上の気圧の差はどのくらいなのだろう、さらに、もし機内の気圧を上げているとするならばどのようにして上げているのだろうという点について調べてみようと思った。
［調べる］
空気圧について、空気の性質、Ｐａという圧力単位について調べた。また、飛行機と空気圧について、機内の空気圧、与圧装置の開発の歴史、気圧を地上と同じにしない理由、与圧の方法を調べた。
［現象の解釈］
飛行機の着陸時につぶれた私のペットボトルと機内の空気圧の関係は以下の通りである。
私が実験したペットボトルはじょうぶであり、ふたがきちんと閉められていたので、離陸して機内の気圧が下がり、ペットボトル内の空気が膨張し、体積あたりの分子が減っても爆発するとか、ふたが飛ぶというような大きな変化はなかった。
[感想]
飛行機から降りた時にもっていたペットボトルがつぶれていたことに私が興味をもったことから始めた体験レポートがだ、飛行機の気圧がどのように調整されているかを勉強することができた。ペットボトルだけでなく、空気のたくさんはいったおかしの袋やペットボトルの中に入っている水の量の違いでも、袋やボトルのつぶれ方に違いが出たかどうかなど、いろいろ疑問が出てきたが、飛行機に何回でも好きな時に乗れるわけではないので実際に実験できず少し残念だ。
私は飛行機内と地上の気圧が異なるということを意識したことがなかったが、今回の体験レポートで機内の気圧について理解することができた。100年あまりの飛行機の歴史の中で、まだ私が知らない、例えば戦争とのかかわりなどについても、もっと詳しく調べてみたいと思っている。。今も進化しつつある飛行機はとても興味深く、複雑な部分もあるが、今後またいろいろな角度から調べてみたいと考える。
［資料］
http://homepage2.nifty.com/psoete/s685.htm
http://www2.soranohi.net/wonder/wonder02.shtmpl
http://www.ecite.co.jp/News/bit/00091122891076.html
http://dragon51.hp.infoseek.co.jp/kiatu.htm
http://kenkyu.info/skill/02.html
http://www.jal.co.jp/jalpri/readme/environment.html
面白い程よくわかる飛行機のしくみ 中村寛治
基礎から学ぶ空気圧技術 中西康二
航空基礎用語厳選800 青木謙知
図解でわかる飛行機のすべて 三澤慶洋
図解・飛行機のメカニズム 柳生一
飛行機のしくみ 高橋新一、飛田翔
旅客機なるほどキーワード 阿施光南
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★2003年 うさこ ?? 4年 青木 結香 「げんと音程の関係」
★2002年 ユニーク?? 3年 小林凛子 「音の研究「カン」
★だいどころのかがく 歌うクリスタルのグラス
★サイエンスグランプリ校内優秀賞
◇一学期の物理の授業でやったグラスの縁を指でなでる実験で、とてもきれいな音が出たことを不思議に思った。以前からこの実験は知っていたが、中学生になって改めてやってみてそのしくみを知りたくなった。そこで、自由研究を通して実験し、コップの材質、温度、コップの持ち方、コップの中身、コップの水の量で比べてみようと思う。
［実験と結果］
まず、コップの材質とコップの水の量を実験によって決めてから、他の実験をする。音の高さをくらべる実験ではピアノを使ってグラスから出ている音に一番近い音を見つけた。水の量は計量カップを使い、音を出す時は実験するコップの水ではなく、他の水を指につけて縁をなでた。
1. 5種類のコップに100ccの水を入れて音の違いを調べる。
ワイングラスは予想通りきれいな音が出た。グラスはワイングラスよりは音が出にくかったが一応音は出た。プラスチックと陶器二種は、水でコップの縁と指が擦れるような「キュッキュッ」という音が出た。
一学期の授業で、同じ力が加わっている時、そのものと触れている面積が小さい方が圧力が大きいと習った。だから、指とグラスの縁の間で摩擦が起こりやすくなる縁のうすいワイングラスが一番いい音が出るのだと思う。
2.グラスの中の水の量を変えて音の高さを調べる。1.で一番いい音が出たワイングラスを使った。
空から100ccまですべてで音が出た。みずのりょうが多いほど音程は低い。
空 20cc 40cc 60cc 80cc 100cc
レ♯ レ♯より少し低い レ♯より少し低い レより少し高い レ ド♯に近い
3.グラスの中の水の温度を変えて音の違いを調べる。以後水の量は100ccにそろえる。
5℃、30℃、38℃で行つたが、グラスから出る音に温度は関係ない。
4.グラスの持ち方で音が変わるかを、柄の方をもつ場合と、グラスの上の部分をもつ場合で比較した。
グラスの柄をもっても音は出た。しかし、グラス上の部分をもつと音はでなかった。上の部分をもつとグラスの振動が止められてしまうからだろう。
5.水100ccのかわりに水100cc+サラダ油大さじ1、水100cc+台所洗剤大さじ1をグラスに入れて実験した。
洗剤入りは音が出たが、途切れ途切れでだしにくかった。油入りは普通のものより少し高い音が出たが、油と水をあわせた分量が少なかった可能性もある。
6.どうして洗剤を入れたら音が出しにくかったのか、もう一度、グラスの縁に洗剤がつかないように気をつけてやってみた。グラスの縁の一周のうち、きれいな音が出るところもあるが、ほとんどは「キュッキュッ」というだけだった。
台所洗剤だからかもしれないのでハンドソープで同様にした。台所洗剤同様、音が出しにくい。二つの洗剤の共通点は泡なので、泡が振動を吸収してしまったのだと思う。ブラスの縁や指に脂分などの汚れがついていたのだろうか。。
[調べる]
音が出るしくみや、グラスハープについて調べた。
［感想］
今回改めて実験してみて、グラスから音が出るのは本当に不思議だと思った。実験をしていて、ずっとグラスの縁を指でなでていたので指が変な感覚になった時もあった。でも、計量カップで水を測るのも、カンが働くようになった。とても実験が楽しかった。これからもいろいろな分野に挑戦したい。
[参考文献]
日常の物理事典 近角聡信 東京堂出版
図解雑学 音のしくみ 中村健太郎 ナツメ社
HP? ウィキペディア
TDK Techno Magazine
教えて「まこペンギン」
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★2007年 くまたろう? 4年?? 青木 佐由美 「うずの研究」
★2007年科学教育学会U-18コンクール奨励賞
◇お風呂のお湯の中に手をしずめたとき、手のひらが何かにおされている気がしたので、もう一度やってみると、うずの形ができているのに気がついた。そこで、どういう条件で手をしずめたら、うまくうずができるのか調べ、それはなぜか考えることにした。
[目的]
うずを作るのだから、手を回転させながらしずめたらよくできるのではないかと考えた。次に、手の形やしずめるスピードも関係するのではないかと予想した。また、小柴昌俊先生にお話したら、手とお湯のまさつが関係しているかもしれないとおっしゃったので、このことも調べてみることにした。
[実験と結果]
(1)手を縦にしてそのまましずめたときと、回転させながらしずめたときのちがいを観察した。予想ははずれて、手を回転させながらしずめても、そのまましずめても、うずのでき方にちがいはなかった。
(2)手をじゃんけんのパーや、グー、チョキなど、いろいろな形にしてしずめて、どんな形にしたらうずがよくできるか観察した。
その結果、手をじゃんけんのパーにして横にして、手のひらを下にしたときはうずはできなかった。手のひらを上にした時うずはできるが、手を大きくひらいてまっすぐにするよりは、手を軽くまるめた方がよくできた。
グーは向きに関係なくできたが、あまり大きくなくすぐ消えた。
チョキは、立てた二本の指先と丸めた三本の指のところの３ケ所にうずができた。３本の指をまるめたところに毎回うまくうずができるので、いろいろ似た形でためした結果、いちばんよくうずができるのは、「りんごを手のひらにのせて、指でおさえて持って、りんごをとりのぞいたような形」であることがわかった。
(3)(2)でわかった一番うずがよくできる形の手で、手をゆっくりしずめたときと、すばやくしずめたときでうずのでき方のちがいを観察した。
すると、手をしずめるとき、ゆっくりでは全くうずはできなかったので、速さは大切であることがわかった。
(4)(2)でわかった一番うずがよくできる形の手で、ぬれた状態、かわいた状態、ハンドクリームをぬった状態の３通りにして、うずのでき方がどのようにちがうか観察した。手の表面は、ハンドクリームをぬった状態、かわいた状態、ぬれた状態の順にうずがよくできた。
?[考察]
うずがよくできたかどうかの基準は、(1)?(3)までは、うずの大きさや水中にどれだけの時間消えないで長く残っているかで考えた。しかし、かわいた状態やハンドクリームをぬった状態では、うずの表面の大きさは他の場合と変わらないが、お湯の中にとても深いうずができるのがわかった。そこで、手がぬれていると、つるつるしてぬれた床がすべりやすいようにお湯もすべってしまうけれど、かわいているとすべりにくいし、ハンドクリームをぬるとねとねとして、手にまわりのお湯がくっついて下に引っぱられて、深いうずになると考えた。今回は、うずのでき方と手の表面の状態の関係についてはわかったが、形についてはよくわからないので、今度は手以外の、プリンの容器やペットボトルなどいろいろな形のものをしずめて、調べてみたい。