自由研究は、特別な実験器具を買わなくても、家にある水・紙・食器用洗剤・氷などでできます。特におすすめなのは、条件を1つだけ変えて、結果を比べられる実験です。
次の実験は、準備しやすく、結果を表や写真にまとめやすいものです。家に材料がない場合は、無理にそろえず、できる実験を選んでください。
1. こしょうが逃げるのはなぜ？洗剤の力を調べる実験
水に浮かべたこしょうに食器用洗剤をつけると、こしょうが中央から外側へ動きます。水の表面の性質が、洗剤によって変わるためです。
用意するもの
- 浅い皿
- 水
- こしょう
- 食器用洗剤
- 綿棒または指
実験の手順
- 皿に水を入れます。
- 水面全体に、こしょうを少量ふりかけます。
- 綿棒の先を水面にそっと近づけ、こしょうの動きを観察します。
- 別の綿棒の先に食器用洗剤を少しつけ、水面の中央に触れます。
- こしょうがどの方向へ、どのくらい動いたかを記録します。
自由研究にするポイント
「洗剤をつける量で、こしょうの動き方は変わるのか」「水の量を変えると結果は変わるのか」を調べられます。洗剤をつけない場合とつけた場合を比べ、実験前の予想も書きましょう。
| 条件 | こしょうの動き | 動いた距離や時間 |
|---|---|---|
| 洗剤なし | 例：ほとんど動かなかった | 自分で測定 |
| 洗剤あり | 例：外側へ広がった | 自分で測定 |
2. 紙が水を吸い上げる速さを比べる実験
キッチンペーパーやティッシュペーパーを水につけると、水が紙の上へ広がります。紙の種類や幅によって、水が進む速さが変わるかを調べられます。
用意するもの
- コップまたは透明な容器
- 水
- キッチンペーパー、ティッシュペーパー、コピー用紙など
- はさみ
- 定規
- 時計またはスマートフォンのタイマー
実験の手順
- 紙を同じ長さの細長い帯に切ります。
- 紙の下端から同じ高さになるように、水につける位置を決めます。
- 紙を水に入れ、1分後、3分後、5分後などに水が上がった高さを測ります。
- 紙の種類を変えて、同じ手順で比べます。
- 測定結果を表や折れ線グラフにまとめます。
条件をそろえることが大切
紙の長さ、水につける深さ、使う水の量、測る時間をそろえます。紙の幅まで変えると結果に影響するため、最初は同じ幅に切ると比べやすくなります。
研究のテーマは、「紙の種類によって、水を吸い上げる速さは違うのか」が分かりやすいでしょう。水が進んだ高さを測るだけでなく、紙の状態を写真に撮ると、変化を説明しやすくなります。
3. 氷が早くとける条件を調べる実験
氷を置く場所や氷にかけるものを変えると、とける速さに違いが出ます。家にある氷を使って、温度や周囲の条件と関係づけて調べられます。
用意するもの
- 同じ大きさの氷を複数個
- 皿や小さな容器
- 時計またはタイマー
- 塩、砂糖、アルミホイル、布など、家にあるもの
- 定規またはキッチンスケールがあれば使用
実験の手順
- 同じ大きさの氷を用意します。
- 氷を皿に置くもの、アルミホイルに置くもの、布に置くものなど、条件を決めます。
- 同じ時刻に実験を始めます。
- 5分ごとに氷の大きさや、とけて出た水の量を記録します。
- 氷がなくなるまで、または決めた時間まで観察します。
研究を深める方法
「塩をかけた氷」と「何もかけない氷」を比べる方法もあります。ただし、塩をかけると氷の表面がとけやすくなる一方、実験を置く場所の温度や氷の大きさも結果に影響します。できるだけ同じ場所で、同じ大きさの氷を使いましょう。
「何分後に氷の大きさが半分になったか」「最後に残った水の量」など、最初に測る項目を決めておくと、結果をまとめやすくなります。
4. 酢と重曹で泡が出る理由を調べる実験
酢と重曹を混ぜると、泡が出ます。泡の出方を、重曹や酢の量によって比べる実験です。重曹が家にある場合にできます。
用意するもの
- 酢
- 重曹
- 透明なコップや小さな容器
- スプーン
- トレーや大きめの皿
- タイマー
実験の手順
- 容器をトレーや皿の上に置きます。
- 酢を同じ量ずつ、複数の容器に入れます。
- 重曹の量を変えて、それぞれの容器に入れます。
- 泡が出始めたらタイマーを動かし、泡の高さや泡が続いた時間を記録します。
- 重曹の量と泡の出方の関係を表やグラフにします。
注意すること
泡があふれることがあるため、容器を満杯にせず、屋外または汚れてもよい場所で行います。酢と重曹をペットボトルなどの密閉容器に入れて、ふたを閉めてはいけません。圧力が高まり、容器が破損するおそれがあります。
また、酢と重曹を塩素系漂白剤などの洗剤と混ぜないでください。実験に使うのは酢と重曹だけにします。
自由研究の結果を分かりやすくまとめる方法
実験をしただけで終わらせず、予想と結果を比べると、自由研究として伝わりやすくなります。次の順番でまとめると整理しやすいでしょう。
- 研究のきっかけ：なぜ調べようと思ったのかを書く。
- 予想：実験前に、どのような結果になると思ったかを書く。
- 用意したもの：使った材料と道具を書く。
- 方法：何をどの順番で行ったかを書く。
- 結果：数値、表、グラフ、写真で示す。
- 考察：予想と結果が同じだったか、違った理由は何かを考える。
- 分かったこと：実験から言えることを短くまとめる。
結果を正しく比べるには、変える条件を1つにします。例えば紙の種類を比べるときは、水の量や紙の幅を同じにし、氷を比べるときは氷の大きさと置く場所をそろえます。
家で実験するときの安全上の注意
- 火、熱湯、刃物、薬品を使う実験は、必ず保護者に相談してから行う。
- 材料を口に入れたり、実験後の液体を飲んだりしない。
- 洗剤や漂白剤を、酢や別の洗剤と混ぜない。
- 泡が出る実験を密閉容器で行わない。
- 実験中に目や皮膚に液体がついた場合は、すぐに水で洗い、必要なら保護者に知らせる。
- 実験後は、使った場所と道具を片づける。
家にあるものだけで自由研究をするなら、まずは「こしょうと洗剤」「紙が水を吸う速さ」「氷がとける速さ」のように、材料が少なく、条件を変えて比べられる実験を選ぶと取り組みやすいです。実験前の予想、測定結果、写真やグラフをそろえると、結果の理由まで説明できる研究になります。
