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水で１０倍に膨らむ　吸水ポリマーの実験は

一度は　体験してほしい項目です

夏休みの自由研究にいかがですか？

吸水ポリマーって？

みなさんがよく見かけるものでいうと、紙おむつや芳香剤、携帯簡易トイレです。

吸水性にすぐれ、多量の水分を保持することができる高分子の総称です。

高分子が形作る網目構造の中に多数の水分子を取り込んでゲル状にする性質をもっています。

自重の100倍から1000倍の水を吸収することができ、また圧力をかけても離水しにくいです。

代表的な高分子としてポリアクリル酸ナトリウムがあります。高吸水性高分子。吸水性ポリマー。吸収性樹脂。高分子吸収体。SAP(サップ)（superabsorbent polymer）。 

紙おむつ、蓄冷剤、ドリップ吸収材、結露防止剤、芳香剤、携帯簡易トイレ、洗剤原料、顔料分散剤、繊維処理剤、水処理剤、製油助剤、パッキン、食品添加物など多種多様の用途があります。

 ポリマーでマジック

 水を加えると　まるで魔法のようにポリマーが水を吸って大きくなります。

⇒

ポリマーの性質実験

⇒⇒

直径２ミリの丸状吸水ポリマー　水を入れると　直径12ミリになりました。

 一瞬で水がでる！！

ある身近なものをかけると

水がでてきます

粒状吸水ポリマー

実は　乾燥すると何度でも使えるのです。

乾いているときは白い粉状ですが、水に触れると自重の100〜1000倍もの量を吸い込んで膨らみます。スポンジなどと違い、押しても吸った水を出さないのが特徴です。

水をぐんぐん吸い込む力は浸透圧によるものです。粒子の中でナトリウムイオン（Na+）を放つので内側の濃度が高まり、外側の水との濃度差ができるので、水を中へと取り込む力が働くしくみになっています。

 極端にいえば　わずか1ｇで1リットルの水を吸収するってことになる。驚くべき物質です。

アメリカでとうもろこしの研究をしている時に偶然発見されたそうです。

偶然の発見とは　本当にすごいですね。

夏休みの自由研究に人気のある教材です。

解説ブックがはいっているので　とても実験しやすいです。

 
●カラフルなポリマーに水を加えるとどうなる？
●水を吸って大きくなったポリマーから水をとりだす？
●ポリマーを色水に入れるとどうなる？
●オリジナルインテリアとアクセサリーとつくろう
●水を入れるとポリマーが消える？
●ポリマーを乾かしてみると？
●ポリマーを凍らせてみると？
●身近に使われているポリマー

あなたも偶然に何かを発見するかも！

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夜空の星たちと地球の関係が理解できる

宇宙は　とてつもなく広く、そこには無数の星たちが散らばっています。

地球から肉眼で見える星の数はおよそ5000個と言われていますが、実際には数えきれないほどたくさんの星が宇宙に存在しています。

夏に見える星の集まりを私たちは　天の川と呼んでいますね。

空気が澄んでいて、明かりが少ない場所からだと見ることができます。

この天の川は2000億個以上もの星が集まっている銀河を地球から見たものです。

天球とは

夜空を観察すると　空に大きな天井があって　そこに星がちりばめられているように見えます。

この星の見える見かけ上の天井が　天球です。

実際　天体自体は動いていませんが　地球が自転することで天球が動いているように見えるのです。

自転

地球の自転とは、地球がコマのように回転していることです。

地軸

地球の回転の軸のことを　地軸と呼びます。

A:夜空には　いくつの星座があるんだろう

昔の人々が夜空の星たちを結んでつくった星座は、国や地域によって数や形が異なっていました。

そこで20世紀はじめに　国際天文学連合により　整理され全世界共通の88種類が定められました。

Q：88種類です

この天球儀は　真ん中に地球があります。

そしてそのまわりに　天体があります。

まずは　自分で天球儀を作ることで、夜空に浮かぶ星座がよくわかります。

星の観察では　新開発の地平線プレートにより、自分の住む地域から見える星がとてもわかりやすくなっています。

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さらに　地球や天球を回して　動きを観察し　星がどのようにみえるのかを

よく理解できるつくりです。

飛距離　ペットボトルロケットキット

ペットボトルロケットを組み立てて飛ばしてみましょう

風船をふくらませたことは、ありますか？

風船に空気をたくさん入れると、風船は大きくふくらんでいきます。

大きくふくらませた風船と　小さくふくらませた風船

ふき口から手をはなすと　どっちがよく飛ぶかな？

そう！大きくふくらませた風船ほど勢いよく遠くへ飛んでいくよね。

この実験は　ペットボトルを使って空気をたくさん入れて勢いよく飛ばすという実験です。。

ペットボトルの中の空気が多いほど、外へ押し出される力が強く働くって想像できるね。

より遠くまで飛ばしてみよう。

【ロケットにはどんな力が働いている？】

●重力（じゅうりょく）

地球上にあるすべてのものは　地球の中心に向かって引っ張られる力があります。この力を　重力といいます。

もちろんロケットにも重力が働いています。

ロケットが宇宙空間に出ていくためには、この重力に逆らって飛ばなければならないのです。

●推力（すいりょく）

ロケットが飛ぶためにエンジンを使って得る力を推力と言います。

実際のロケットには、燃料と燃料を燃やすための酸化剤が積まれています。

エンジン内部の燃焼室に送られた燃料と酸化剤が燃える時、高温のガスが発生し、このガスを後ろのほうに勢いよく噴射することで　推力という力を得るのです。

●抗力（こうりょく）

ロケットは空気の中を進む向きの反対方向に力を受けていて、この力を抗力と言います。

みんなが　風の強い日に風に逆らって進む時　とても苦労します。

これらは風から大きな抗力を受けているからです。

宇宙空間に行くためには、ロケットは秒速８ｋｍというとても速いスピートが必要になります。しかし、抗力は速度が速くなるほど強くなってしまいます。

そこで、ロケットは抗力をおさえるために、機体が細長くさらに先端はとがっています。

●揚力（ようりょく）

翼をもつ飛行機やプロペラをもつヘリコプターが飛ぶための力が揚力です。

翼やプロペラの表面に沿って　流れた空気は　上空に向かう力を与えてくれます。

この力を利用して飛行機やヘリコプターは飛んでいます。

じつは翼をもたないロケットも揚力を受けています。しかし、ロケットの揚力は推力と比べると　小さく、飛ぶための力としてほとんど使っていません。

飛ぶ力のほとんどは、推力です。

【翼をつけるとペットボトルが遠くまで飛ぶ秘密】

ペットボトルの飛ぶ様子をよく観察してみましょう。

翼をつけたペットボトルは、真ん中を通る線を中心として回転しながら飛んでいきます。

翼をよくみると　先端が少し曲がっていますね。

ロケットが進むと当たった空気が翼の表面にそって流れていきます。

すると翼は空気から揚力を受けます。

４つの翼が受ける揚力がすべて同じ回転の向きに働くため、ロケットは回っていたのです。

飛行機やヘリコプターでは宇宙には行けない！？

宇宙にいけるものといけないものの大きな違いは　大気中の空気を使っているかいないかです。

【空気を利用するもの】

【空気を利用しないもの】

 宇宙には地上と違って空気がありません。そのため飛行機やヘリコプター、熱気球など空気を利用して飛ぶものは宇宙までたどり着けないのです。

実験に必要なもの

●自転車用空気入れ（手動米式バルブ対応）

●炭酸飲料用が入っていた500ｍｌペットボトル１本（円筒状のもの）

●お水がかかっても大丈夫な服装や　レインコート

●水

上記のものを用意してくださいね。

あとは　ペットボトルロケットがとぶしくみキット教材があれば　ばっちり勉強できます。

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「温度計はどうして温度が計れるんだろう」

どうしてって言われても、それは温度計だから？？

って　答えになってないですね。。。

どうして計れるか　知ってる？

棒温度計のしくみ

上の画像は、学校の実験などによく使われている棒温度計です。

じつは、この温度計　温度による体積の変化を利用して温度を計っているのです。

温度による体積の変化って何？

ものは、温度が変わると、体積が変わります。

と言っても　わかりずらいので

温度が変わると体積が変わることを確かめる実験をしてみました。

ペットボトルや、ガラスのびんの　口の部分に　液体を付けます（食器用洗剤と水を1：1であわせたもの）

ボトルを手で温めます。

少し待ってみると

手（またはぬるめのお湯）で温めると　膜が膨らみます。

膜が膨らんだ分だけ、ボトル内の空気の体積が大きくなったということになります。

じゃあ　棒温度計に戻りますね。

棒温度計のガラス管の中には、赤い色の液体が入っています。

この液体の温度が上がると　体積が大きくなります。

そのため、温度が高くなったときは、増えた体積の分だけ液体が上がり、逆に温度が低くなると体積が減り、液面が下がります。

そして　液面の高さの目盛を読むことで　温度を知ることができるのです。

というわけでした。

温めると体積が大きくなる、覚えておいてくださいね。

ガリレオ温度計について学習ましょう。

ガリレオ温度計って？？？

ガリレオ温度計は、水や油など液体の中に入った小さなびん（浮沈子（ふちんし））の浮き沈みによって気温（温度）を図る装置です。

気温が高いほど　沈む浮沈子（ふちんし）の数が多くなります。

気温が低いほど　浮く浮沈子（ふちんし）の数が多くなります。

ガリレオ温度計のしくみ　

 ガリレオ温度計は、温度によって変わる油の密度を利用しています。

密度とは

ものには目に見えない小さな粒が集まってできています。

密度とはこの粒がどれくらいぎっしりとつまっているのかを表しています。

密度が大きいほど同じ大きさで比べたときに重くなります。

油が水に浮くのは、油の方が水より軽いからです。

この場合の「軽い」は、「密度が小さい」ことを表しています。

【温度が高い時】

温かくなった油は体積が大きくなり、密度が小さくなります。

温度が上がる前は、油と比べて密度が小さく、浮いていた浮沈子（ふちんし）も

油の密度が小さくなったことで、油より密度が大きくなっているため

沈み始めます。

【温度が低い時】

反対に冷たくなった油は　体積が小さくなり密度が大きくなります。

温度が下がる前は　油と比べて密度が大きく、沈んでいた浮沈子（ふちんし）も

油の密度が大きくなったことで　油と比べて密度が小さくなっているため浮き始めます。

体積や密度をきちんと理解して　ガリレオ時計を完成させましょう。

毎日の浮沈子の動きを記録して　実際の温度と比べてみましょう。

夏休みの自由研究にも　じっくりとりくめる教材です。 

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捜査官になって　犯人をつきとめよう

夏の自由研究キット

自分の指の先をじっと見ると　模様のあるしわが見えるよね。

この模様のことを　「指紋」と呼びます。

では、10本の指を全部見てください。

さて　どんな模様になっていますか？　同じ人でも　全部違っていて、同じ模様はありません。

だからこそ　犯罪捜査には　この指紋が大きな決め手となるのです。

この教材セットの中には　実際、犯罪捜査に使われているものと同じ指紋検出薬（アルミニウムの粉末）や、透明シール、ガイドブックが入っています。

用意するものは、ガラスのコップ（柄のないもの）・紙・ふきん・古新聞紙です。

実験は　とても簡単。

まず、コップの表面をかわいたふきんなどできれいにしておきましょう。

親指をコップに押し付けて、少し待ちます。

指をずらさないように気をつけてね。

古新聞の上に置いた紙に　指紋検出薬を少し出して、タンポの先に付けます。

余分な粉を　ふるい落としてくださいね。

コップの指紋をつけたあたりを　ポンポンと　軽く叩くようにして粉を少しずつつけていきます。

指紋のもようがあらわれたら　透明シールをぴったり貼りつけて　写し取りましょう。

シールをそっと剥がします。

黒い紙にはりつければ　指紋がよく見えます。

だれの　どの指だったかを紙の裏に描いておきます。

とれた　指紋 

出来上がった　指紋の標本を　虫めがねを使って観察しましょう。

指紋にタイプがあることに気づくかな？

★３つの種類

同じ指紋はありませんが　分類すると大きく３つのタイプに分けられます。

日本人の指紋の半分５０％は　うず状紋という　渦巻きにような模様です。

４０％は　ひづめ状紋　のこりの多くは　弓状紋です。

 左から　渦巻き　ひづめ　弓　となります。

自分の指紋はいったいどの仲間になるのかな？

わくわく　楽しい指紋の研究を　下の絵を参考にまとめてみてね。

小学校３年生から６年生が夏休みの自由研究に使うのにピッタリな教材です。

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