水の簡単な自由研究のアイデアと方法5選!小学生の夏休み・冬休みに

夏休みや冬休みの自由研究にはさまざまなテーマがありますが、身近にある水を使ったものに取り組んでみたいと思ったことはありませんか? 当記事では、小学生ができる水の自由研究を【実験編】と【調査編】に分けてご紹介します。ぜひ参考にしてください。

【実験編】水を使った自由研究5選

まずは水を使って実験する自由研究のアイデアと方法を5つご紹介します。自宅で簡単にできるものに限定して選びました。

不思議な持ち運べる水

【用意するもの】
アルギン酸ナトリウム
乳酸カルシウム
大きめのボウル 3個
計量カップ
計量スプーン
キッチンスケール
ハンドミキサー
スプーンや泡立て器
おたま

【方法】

  1. 1カップ(200ml)の水を大きめのボウルに注ぎます。1gのアルギン酸ナトリウムをボウルの水に入れ、ハンドミキサーでよくかき混ぜます。アルギン酸ナトリウムは水に溶けにくく、ダマになりやすいので、白い固まりがなくなるまで念入りにかき混ぜましょう。
  2. 4カップ(800ml)の水を別のボウルに注ぎます。5gの乳酸カルシウムをボウルの水に入れ、スプーンや泡立て器でかき混ぜます。
  3. 手順1で作ったアルギン酸ナトリウムの水溶液をおたまですくい、手順2で作った乳酸カルシウムの水溶液の入ったボウルに入れます。アルギン酸ナトリウムと乳酸カルシウムが反応を起こし、膜ができて球体に固まり始めます。膜ができたらおたまから外し、球体全体に液がかかるようスプーンなどで上から液をかけ、そのまま10分ほど放置します。
  4. 10分ほど経ったら球体をスプーンやおたまですくい上げ、水を張ったボウルに移動させます。球体を手に取って、プルプルした触感を楽しみましょう。

※1.アルギン酸ナトリウムと乳酸カルシウムに毒性はなく、薬局やネットでの購入が可能です。
※2.持ち運べる水に色をつけたい場合は、手順1で食紅を混ぜましょう。

水の中でシャボン玉

【用意するもの】
プラスチックのコップ 2つ
太めのストロー
食器用洗剤2ml
水彩絵の具
水200ml

【方法】

  1. 水200mlに食器用洗剤を2mlほど入れ、ストローでよくかき混ぜてシャボン液を作ります。かき混ぜ終えたら、泡と渦がなくなるまで置いておきます。
  2. ストローの先を3cmほどシャボン液に入れ、上部を指でふさいで液を少量ストロー内に取り込みます。
  3. ストローの上部を指でふさいだまま、ストローを水面の少し上まで引き上げ、ストロー内の液をシャボン液に落として水の中にシャボン玉を作ります。

※別のコップにシャボン液を作って水彩絵の具を入れ、ストローで吸い上げて無色のシャボン液に落とせば、カラフルなシャボン玉を作ることができます。

塩を使って浮き沈み実験

【用意するもの】
食塩
水1L × 4
軽量スプーンまたは1g単位で量れるキッチンスケール
透明な容器(びんや2Lペットボトルの上部をカットしたもの)4つ
ミニトマト、大根、人参、じゃがいも、さつまいも、コルク、木片、ビー玉、スーパーボールなど、浮くかどうか試したい物

【方法】

  1. 4つの容器それぞれに1Lの水を入れます。
  2. 1つの容器には何も入れず、あとの3つの容器それぞれに24g(大さじ1+小さじ1)、48g(大さじ2+小さじ2)、250g(大さじ14)の食塩を溶かします。0%(水のみ)、2.3%、6%、20%の食塩水ができます。
  3. 実験に使う野菜を容器に入れやすい大きさにカットして、それぞれ4つずつ用意します。形や大きさが違っても大丈夫です。

(参照元:実験 塩を使った「うき」「しずみ」実験|学研キッズネット

4.実験に使うものをそれぞれの容器に入れ、浮くかどうか調べます。物によって浮く食塩水の濃さが異なります。上の図のように表にまとめると分かりやすいでしょう。

ペットボトルで竜巻

【用意するもの】
胴部分が丸い500mlペットボトル(キャップつき)2本
接着剤
ビニールテープ
きり
はさみ
絵の具

【方法】

  1. 2つのペットボトルキャップの上側を合わせ、接着剤でくっつけます。
  2. くっつけたキャップの周りにビニールテープを巻き、しっかりとめます。
  3. キャップの中心にきりで0.8mmの穴を開けます。
  4. 1つのペットボトルの7〜8分目まで水を入れ、絵の具を混ぜ入れて色水を作ります。絵の具は入れなくても構いません。
  5. 色水を入れたペットボトルにキャップをつけ、反対側に空のペットボトルを取り付けます。
  6. 色水の入ったペットボトルを上にしてキャップの辺りをしっかりと握り、上のボトルを円を描くように同じ方向に5〜6回素早く回します。
  7. まっすぐに立てると、上のボトルの色水が渦を巻きながら落ちていき、竜巻を作ることができます。

※穴の大きさを変えたり、1Lのペットボトルでもやってみたらどうなるでしょうか? ぜひ試してみてください。

ペットボトルのろ過装置

【用意するもの】
ペットボトル 同じ形を2本
活性炭
カッター
輪ゴム
ガーゼ
綿
小石

【作り方】

  1. ペットボトルキャップの中心にきりで穴を開けます。
  2. ペットボトルの底部分を10cmほどカッターでカットします。
  3. ペットボトルのキャップ部分に綿を詰め、その上に小石を約3cm隙間ができないように敷き詰め、再び綿を詰め込みます。
  4. 綿の上に活性炭を約3cm、綿、砂を約10cm、綿の順番で詰め込んだら完成です。キャップがついた方をびんなどに装着し、ろ過装置に泥水などを注ぎます。泥水がろ過装置をとおるとどうなるか観察しましょう。

※1.活性炭はホームセンターやネットで入手可能です。
※2.ろ過した水には、ろ過しきれなかった汚れや雑菌が残っています。決して口に含まないようにしてください。