保護者のみなさま

おうち実験室 ~親子で発見する算数と理科 第2回:キッチンでできる美しい密度の実験

2015年01月01日

3層にわかれた液体の入ったコップ

前回は、学校で習っていることが何につながっているのかは見えにくいというお話をしました。算数も、お買い物での代金の計算ぐらいなら分かりやすいのですが、例えば「単位量当たりの大きさ」という単元などはつながりが見えにくく苦手だと感じる子どもたちも多いようです。

「単位量あたりの大きさ」では「密度」も取り上げますが、教科書や問題集ではこみ具合を調べるような問題をよく見かけます。でもせっかく「密度」を教わるのですから、ものの密度を計算して重さ比べをしてみたいと思います。普段の生活のなかで「はかる」とか「比べる」ということを考えると、算数と理科と身の回りのことがつながってきます。

<準備するもの>
・オリーブオイル                 80ml
・水                       100ml
・ケーキ用シロップ                40ml
・ガラスビンまたはコップ(300ml以上入るもの)   1個

まずはオリーブオイル、水、ケーキシロップの量を確認しますが、量がばらばらで重さを比べるのが難しそうですよね。この3つの重さを比べるにはどうしたらいいのでしょう? 「まずはそれぞれ重さをはかってみよう!」と思ったみなさん、それは良い方法です。さっそくはかってみましょう。重さをはかってみたものの、3つの材料の量は同じではありません。これでは重さを比べることができません。

ここで役に立つのが「単位量あたりの大きさ」つまり「密度」なのです。「密度」は「重さ÷体積」で計算することができます。例えば、オリーブオイルが72グラムであれば、「72÷80」を計算します。すると1ミリリットルあたりの重さが分かります。それぞれの重さをはかって「密度」を計算して下さい。

計算結果から重たい順番が分かりましたよね。ではここで、それぞれの材料をそっとガラスビンに入れていきましょう。まずはオリーブオイルを入れます。次にゆっくりとケーキシロップを入れます。どのようなことが起こるでしょう? 

オリーブオイルよりも重いケーキシロップが下へもぐりこみ、オリーブオイルは美しい球体になって上へと上がっていきます。なぜ球体になるのでしょう? 興味がある人はぜひ調べてみて下さい。算数では球の持つ意味は習わないかもしれませんが形にも意味があるのです。

最後に水を入れてみましょう。計算結果から水はオリーブオイルよりも重く、ケーキシロップよりも軽いことが分かりました。そっと水を入れるとオリーブオイルとケーキシロップの間に割り込んでいきます。きれいな3つの層ができました。みなさんも計算結果を実験でも確かめることができましたか?

3つの層は密度の大きい順、つまり重い順に重なりました。量がちがっていても「密度」のような「単位量あたりの大きさ」を計算すると重さを比べることができます。「単位量あたりの大きさ」が役に立つことを感じてもらえたと思います。

紙の上の問題に疲れて何のために勉強しているのか目的を見失いそうな時は、ぜひこのような実験を取り入れてもう一度身の回りの現象とのつながりを確認してみて下さい。次回は工作をして百分率の意味を実感する方法をご紹介します。



[中牟田 宴子]


中牟田 宴子

■プロフィール 中牟田宴子


家庭教育研究家。
九州大学卒業。大学では認知心理学を専攻。高2と中3の男の子の母。

なかむたやすこ ●大学卒業後は大手メーカーでシステムエンジニアとしてプログラムの設計と開発を担当する。その後育児期間を経て現在は、認知心理学を基に数学と科学などのつながりを学べる「算数・数学塾」を企画運営しながら家庭教育を研究。子どもたちが不思議なものに出会って驚いたり感動したりする瞬間に立ち会えるのが幸せ。
2012年より東京大学大学院工学系研究科で工学教育にも関わっている。
2008年に立ち上げたNPO法人センス・オブ・ワンダーの代表も務め、東京大学工学部や研究機関と共に子どものためのサイエンスカフェなどを企画開催。

NPO法人センス・オブ・ワンダーのブログ
http://sense-of-wonder-2008.cocolog-nifty.com/blog/

子供と学ぶ家庭教育のススメ~家庭教育研究所 家庭で伸ばす子供の才能~
http://homeeducation.cocolog-nifty.com/blog/
「算数・数学塾」の企画・運営の中で発見したことや、二児の母として子どもを育てる上で実践してきた家庭学習のヒントとその成果などをつづったブログです。

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