自由研究や工作の宿題で何をテーマにしようかと悩むことありませんか？そんなときにテーマに選ぶといいのは、興味のあることや楽しそうと思えることです。そういうものを選ぶことで、さまざまな工夫のアイデアが生まれやすく、見ごたえのあるまとめを作りやすくなります。そこで、身近にある材料を使用しつつ、楽しく遊べて科学実験になるものとして、子供が大好きな「ゴム風船」を使ってみてはいかがでしょうか。今回は、ゴム風船を使った4つの実験アイデアや手順についてご紹介します。

目次

風船を使った実験1：竹串を風船に刺す

風船を使った実験2：風船で電話を作る

風船を使った実験3：ガビョウの上に風船を置く

風船を使った実験4：風船でロケットを作る

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風船を使った実験1：竹串を風船に刺す

風船は割れやすいですが、割れないようにする方法があります。

用意する道具

・風船（多めに用意しておきましょう）・ポンプ・竹串・セロハンテープ

実験方法

手順1．風船にポンプで空気を入れて膨らませる2．風船が膨らんだら口をしっかりと縛る3．大きく膨らませた風船3つと小さく膨らませた風船1つを用意する4．大きく膨らませた風船1つに竹串を刺すとどうなる？…①5．大きく膨らませた風船1つの先の部分で色が濃くなっている中心部分に竹串を刺すとどうなる？…②6．小さく膨らませた風船の色が濃くなっている中心部分に竹串を刺すとどうなる？…③7．大きく膨らませた風船にセロハンテープを十字に重ねてしっかり2枚貼る8．セロハンテープを重ねた部分に竹串を刺すとどうなる？…④結果①風船に竹串を刺すと、割れてしまいます。②中心部分に竹串を刺すと、今度も割れてしまいます。③中心部分に竹串を刺しても、風船は割れずに竹串が貫通します。④竹串を刺しても、風船は割れずに竹串が貫通します。

なぜ風船が割れないの？

風船に空気を入れて膨らませると、ゴムの膜は内側の空気の圧力で引っ張られます。この引っ張る力を張力と言い、竹串で穴が開くと張力によって穴が大きく引っ張られて割れてしまいます。ところが、風船が厚くなっている「へそ」の部分にはゴムが集まっているため張力があまり働きません。そのため、穴をあけても割れることがないのです。また、セロハンテープを貼ると、その部分のゴムが固定されて張力が働かなくなるため、穴があくだけで割れないのです。

風船を使った実験2：風船で電話を作る

糸電話は作ったことがありますか？同じようにして風船で電話のように通信することができます。

用意する道具

・長風船2個・ポンプ・紙コップ4個・カッター

実験方法

手順1．紙コップの底にカッターで十字の切り込みを入れて押し込み、同じものを4個作る2．細長風船にポンプで空気を入れて口を縛り、同じものを2個作る3．膨らませた細長風船の両端を紙コップの底に差し込み、同じものを2個作る4．風船電話の紙コップの部分を片方は口元、もう片方は耳にあてて声を出してみよう…①5．二人一組になって風船電話の紙コップの部分をそれぞれの人の口元と耳にあてて声が聞こえるか試してみよう…②6．二人一組のまま風船電話2個を使って、お互いの口元と耳に紙コップをあて会話ができるか試してみよう…③7．風船電話で会話をしながら風船を触ってみよう…④結果①自分の声が聞こえます。②相手の声が聞こえます。③風船電話2個を使っているので、会話をしながらお互いの声を聞くことができます。④風船が細かく震えているのが分かります。

どうして長風船で電話のように通信できるの？

音は空気を振動させながら伝わっていく性質があります。風船電話の場合には、コップの中に声を出すとコップの中の空気が震え、風船の中の空気に伝わり、さらに相手のコップの中の空気を震わせることによって声が伝わります。風船電話で通信中に風船が震えているのは、中の空気が振動しているためなのです。同じような仕組みに、糸電話があります。糸電話は、糸を振動させて音を伝えています。そのため、糸の途中を指で押さえてしまうと振動が止まってしまい、音が伝わりません。風船電話の場合には、風船の途中を指で押さえても、中の空気は振動し続けるので音がきちんと伝わります。

風船を使った実験3：ガビョウの上に風船を置く

ガビョウの上に風船を置いたら、ガビョウが刺さって割れちゃう！と思いますよね。ところが、割れない方法があります。

用意する道具

風船ポンプガビョウ（多めに用意しましょう）

実験方法

手順1．細長風船にポンプで空気を入れ、口をしっかりと縛る2．細長風船を飛ばしてみるとどうなる？…①3．画用紙を切り抜き、おもり3枚とはね4枚を準備する4．おもりとはねののりしろ部分に両面テープを貼る5．細長風船におもり3枚を巻き付けて貼る6．おもりの反対側に細長風船の筒にそってはね4枚が90度ずつ離れるように貼る7．細長風船がまっすぐになるように整える8．細長風船の真ん中で左右のバランスがとれるようにおもりの位置を調整する9．はねとおもりを付けた細長風船を飛ばすとどうなる？…②結果①細長風船はふわふわとして前に飛びませんでした。②勢いよく前に飛びました。

なぜガビョウの数が多いと風船が割れないの？

これは「圧力」が関係しています。風船を置いて圧力をかけたとき、その力が下にあるガビョウに伝わります。ガビョウが1個しかないときは、風船から伝わる圧力が1点に集中するため、風船は割れてしまいますが、ガビョウの数が多くなると風船からの圧力はたくさんの点に分散して弱まり、風船が割れないのです。例えば、鉛筆の両端を指ではさむように持つと、同じ圧力がかかっているのに、芯にあたる指の方が痛く感じるのも同じ理由です。ガビョウの数が少なかったり、ガビョウ同士を離れた場所においたりしても、風船は割れてしまいます。ガビョウがどれくらいの数が集まれば風船が割れないのか試してみてもよいでしょう。

風船を使った実験4：風船でロケットを作る

用意する道具

細長風船（破けてしまうこともあるので多めに用意しましょう）ポンプ画用紙はさみ両面テープ

実験方法

手順1．細長風船にポンプで空気を入れ、口をしっかりと縛る2．細長風船を飛ばしてみるとどうなる？…①3．画用紙を切り抜き、おもり3枚とはね4枚を準備する4．おもりとはねののりしろ部分に両面テープを貼る5．細長風船におもり3枚を巻き付けて貼る6．おもりの反対側に細長風船の筒にそってはね4枚が90度ずつ離れるように貼る7．細長風船がまっすぐになるように整える8．細長風船の真ん中で左右のバランスがとれるようにおもりの位置を調整する9．はねとおもりを付けた細長風船を飛ばすとどうなる？…②結果①細長風船はふわふわとして前に飛びませんでした。②勢いよく前に飛びました。

風船ロケットをもっと遠くまで飛ばすには？

はねのない風船ロケットはよく飛ばなかったのに、はねとおもりを付けたらよく飛ぶようになりました。その理由は、はねとおもりがあるために風船ロケットが安定したからです。また、はねを折り曲げることによってくるくると回転しながら飛ぶようにすると、さらに安定して長く飛ぶことができます。少し工夫をするともっと遠くまで飛ばすことができるようになります。例えば、はねの大きさや数を変えてみたらどうなるか？おもりの数を変えたりおもりを付ける位置を変えたりしたらどうなるのか？など、いろいろと試してみましょう。