実験と観察はとても大切だと思って、いろいろと試しています。
100均や空き缶・段ボールを利用して作れるものはなんでも作ります。
実験や観察についての本はたくさん出版されてもいますが、いきあたりばったりで自分の工夫をくわえることがおもしろいのです。

2020年3月28日土曜日

★力★ばねの伸びを調べました


百均で手に入れたおもちゃのドラムです。
これで何かやりたくなりました。
いいばねが4本ついています。
バラバラにしました。
ばねの伸びとおもりの重さの関係を勉強するので、そのしくみが分かるように実験してみました。
おもりに、ACアダプターを分解して取り出した鉄のかたまり...トランスを使いました
適当なおもりがなかったので...

よくあるのは、伸びはおもりの重さに比例する、というものです。
重さがわかるおもりがないので、その実験は難しいです。
では、どんな実験にしましょうか?

とりあえず、ぶら下げてみました。

ばね一本だとこんな感じです。

ばねは4本あるので、4本のときと1本のときの伸びの長さを比べることにしました。

ばね4本を直列につなぐとこんな感じです。

1本、2本、3本、4本と直列にしたときの伸びを測って表にしました。


ばねの自然長は、一本あたり、だいたい 2 cm でしたが、それぞれ少しずつ違うので、別々に測って、たし合わせました。

自然長と、伸びたときの長さは
1本のみのとき:自然長=1.9 cm、伸びたときの長さ=4 cm
2本直列のとき:自然長=3.7 cm、伸びたときの長さ=7.6 cm
3本直列のとき:自然長=5.5 cm、伸びたときの長さ=11.4 cm
4本直列のとき:自然長=7.3 cm、伸びたときの長さ=14.9 cm

伸びたときの長さは、どのばねも、自然長の約2倍になっていました。

伸びの長さは、伸びたときの長さから自然長を引けばよいので

1本のとき 4 - 1.9 = 2.1 cm
2本のとき 7.6 - 3.7 = 3.9 cm
3本のとき 11.4 - 5.5 = 5.9 cm
4本のとき 14.9 - 7.3 = 7.6 cm

さてさて、4本のときの伸びは、1本のときの、何倍になったでしょうか?
実験では、7.6 ÷ 2.1 = 3.6 倍になっていました。

これをあなたはどう考えますか?

2020年3月22日日曜日

★機械★電気★電車を分解しました

電池で動くプラレールの電車を分解しました。
この通りです。

車体を除いてこれが部品全部です。

元の姿はこうでした。
部品の数は少ないですが、工夫がこらされています。

固定するための部品はねじ2本だけです。
あとは鉄のシャフトに固定した車輪が全部で8個。
分解するのは難しかったのですが、再び組み立てるのも難しいです。

電車を動かすための力を伝える部品を紹介します。

まずモーターと、モーターの軸に直接固定されているウオームギヤです。
それにかみ合うのはウオームホイールです。
おなじ軸に固定されたスパーギヤが、車軸に固定された同じくスパーギヤにかみ合います。
回っているところはこんな具合です。
(片方の軸受けがないので写真がぶれています)

100均のおもちゃですが、部品ひとつひとつに工夫がこらされていることがわかりました。


★化学★電気★電池になる金属を調べました(準備)

クエン酸電池を作る前のゆず電池で、金属の組み合わせを調べていました。
ゆずのしぼり汁にいろいろな金属を入れて電圧を測りました。
こんな具合です。
鉄くぎと銅線は引き出しから引っ張り出したもの、
亜鉛と炭素棒は乾電池を分解して手に入れたものです。

実験したときに残念ながらどちらがプラスか記録しそこねてしまいました。

値は、亜鉛と銅の組み合わせが最強でした。
最弱は鉄くぎとしんちゅうです。

理由はわかりません。
でも参考になります。

もう一度やってみたいと思います。

2020年3月15日日曜日

★化学★電気★クエン酸電池を作りました

ダイソーでクエン酸を手に入れました。
50gくらいを500mLの水に溶かして溶液を作りました。
電池になるのはこれも100均の製氷皿です。
前回、ゆず電池を作った時に、電圧が低かったので直列にたくさんつなげばよいはず...
と思ったからです。
電極は銅線と鉄の針金です。
14個直列につなげられるので、うまくいけば...
0.3V×14=4.2Vくらい出るのではないかと期待したのですが...
かろうじてLEDは光りました。

しかし、すぐに暗くなってしまいます。
テスターで電圧を測ると、はじめは1.数Vですが1秒くらいで0.4V程度に落ちてしまいました。
この写真は、点灯してすぐに撮ったものです。

そもそも直列にしたのに個数分の電圧にならないのか。
そしてなぜすぐに電圧が落ちてしまうのか。

理由としては、
電極が細い。
クエン酸液の電気抵抗が高い。
そして電極の周囲で何か反応が起きている。
といったところが考えられます。

有名な「ボルタ電池」の再現ですが、ボルタの電池は実用にはならなかったことでしょう。

2020年3月7日土曜日

★電気★化学★ゆず電池を作りました

もらったゆずがたくさん冷蔵庫の中でしなびていたので、電池を作りました。
「レモン電池」の記事がよく載っていますが、同じです。

電極には鉄の針金と銅線を使いました。
こんな感じでブスッと差しました。
テスターで電圧を測ったら、0.3Vくらい出ていました。
これでは低すぎると思い4個直列にしたのですが...
4倍になるか期待しましたが0.4Vくらいまでしか上がらず...
豆電球をつなぐと即座に0Vになってしまいます。

期待したようにはいかないですね...

ちょっとした工夫をして、なんとかLEDを光らせることはできたのですが、
それは来週に。



2020年2月22日土曜日

★化学★酸素でものが燃える様子を調べました

今日は酸素を作りました。
お正月に作った電気分解装置を使った実験です。

できた気体をこのような注射器(?)で吸い取ります。
この注射器は、実はドッキリグッズとしてダイソーで売っていたものです。

酸素の作用を確かめるために、お線香を入れてみました。
はじめはなかった炎が出てきて、酸素がものが燃えるのを助ける様子を確かめることができました。

-電極について-
はじめ電極に鉄の針金を使ったところすぐに腐食してボロボロになってしまいました。
次に太いシャーペンの芯を使いましたが折れやすくやっかいでした。
今使っている装置の電極にはステンレスの針金を使っています。これは長持ちしています。

今日は以上です。

2020年2月8日土曜日

★電気★化学★ 乾電池を分解しました

古くなった乾電池を分解してみました。マンガン乾電池です。
アルカリ乾電池はかなり異なっているはずなので、次の機会にやります。
今回は、あくまでマンガン乾電池の話題です。
これが元の乾電池です。

周りをはがしたところです。周りをはがすと、プラスチックのフィルムがありました。
それもはがすとこうなります。
上のキャップを外すとこうなりました。
中に突き出ているのが炭素の周りは亜鉛の缶です。
中を埋めている黒い物体が二酸化マンガンだと思います。
炭素の棒を抜き出して、テスターをつなぎました。
炭素棒の先を少し二酸化マンガンに触れさせると、約1.5ボルトの電圧が出ることがわかります。
これは残った亜鉛の間を真っ二つにしたところです。
二酸化マンガンに、異なる種類の金属を差し込むと、その金属の間で電圧が発生します。
鉄の釘と銅線を差し込んでみたら、約0.3Vになりました。
これは分解した電池をバラバラにしたところです。
炭素棒・亜鉛の板・二酸化マンガン、といったものを集めることができました。
取っておいて別の実験をしてみたいと思います。

2020年2月2日日曜日

★化学★自家製「ゆずサイダー」と二酸化炭素を作りました

重曹と「ゆず」のしぼり汁で二酸化炭素を作りました。

ゆずのしぼり汁に、重曹を溶かした水を加えて振ったところです。
たくさんのあぶくが出てきています。

振らないでまぜてみたところはこんな感じです。
たくさんではありませんが泡が出てきました。
サイダーやラムネはこうやって(クエン酸と重曹をまぜて)作るそうです。
今日作った「ゆずサイダー」を飲んでみる勇気はありませんでした。

2020年1月26日日曜日

★化学★石灰水が息で白くにごりました


身近に石灰水を作る材料はなく、ですが、調べたら
乾燥剤として生石灰、つまり酸化カルシウムを使ったものがあることがわかりました。



台所でそれらしいものを探したら、ちょうど海苔の乾燥剤(食べる海苔)の袋に
入っていた乾燥剤で「シケナイ」という名前のものが、酸化カルシウムのようでした。

海苔の袋に入っていた「シケナイ」

じゅうぶんに湿気を吸い込んで、もう完全に酸化カルシウムではなくなってしまっているようです。
酸化カルシウム、別名「生石灰」が空気中の水と反応して水酸化カルシウムになるのが乾燥剤の原理です。水酸化カルシウムのことを「消石灰」と呼んでいるのです。
(すみません、はじめ、酸化カルシウムを間違えて炭酸カルシウムと書いてしまっていました、おわびしして訂正します)

プラコップに湿気を吸い込んだ「シケナイ」を取って水を加えてみました。
万が一にも酸化カルシウム残っていると、
水を加えたときに発熱するはずなので、恐る恐る水を加えましたが、
冷たいままでしたので、想像通り、
湿気を吸い込んで乾燥剤の役目は終わった後のものだったようです。
かきまぜたそのままでは、白い固形分が残るので、少し待ってから、
ろ過して固形分を取り除きました。二回ろ過してきれいにしました。
ろ過している

息を吹き込み始めたところ
息を何度も吹き込んだところ
そのあと、プラコップに移して、息を吹き込んでみたところ、白くにごる様子が観察できました。

★一日たってよくみたら★

白いにごりが沈でんしていました。
底に沈でんした炭酸カルシウム



2020年1月11日土曜日

★化学★電気分解装置を作って水素シャボン玉を飛ばしました

お正月休みの工作です
電気分解の装置を作りました。
材料は
・ペットボトルふたつ(容器)
・プラスチックのパイプ(二つの容器を液体でつなぐ)
・シャープペンシルの芯かステンレスの針金
です。
道具にはホットナイフとグルーガンを使いました。
プラスチックを切るのに便利なホットナイフはこれです。
プラスチックがとけるときのニオイが体に悪そうなので換気は必要です。

構造は写真をご覧いただければわかるとおりです金魚のポンプをつなげるためのチューブを使ってびっくりおもちゃの注射器をつなげました
本当は水素風船を作っ作って空に浮かぶ空に合わせてみたかったんですが普通のゴム風船を膨らませるほどのスイスは作れないので せめてプラバルーンを膨らませたいと思いました


しかし!そうとう練習しましたが、プラバルーンがうまくいきませんでした。
そこで、水素のふつうのシャボン玉ならできるかなと思って、お店でさがしてみたら、なんと「われにくいシャボン玉」というものがあったので、買ってきました。


しばらくすると乾燥して私が崩れなくなるシャボン玉です。
注射器で水素を吸ってシャボン玉をふくらませました。
できたシャボン玉を注射器から外すのにコツがいります。やさしく息をふきかけることがだいじです。
結果は...
できたシャボン玉はどんどん上にのぼって、天井に張り付きました。


最後におまけの満月の写真をどうぞ。

2019年11月30日土曜日

★化学★塩酸と水酸化ナトリウムで食塩を作りました

使った材料
はじめに注意ですが「まぜるな危険」と書いてあるものは決して使ってはいけません。本当に危険です

今回は、成分が塩酸と水酸化ナトリウムなのを確かめて、洗剤から食塩を作りました。
塩酸そのものに近い(トイレのクリーナー)と、水酸化ナトリウム(これもクリーナー「アルカリ電解水」)です。
プラコップに少しとったトイレクリーナーに、わずかずつアルカリ電解水を加えていって、PH試験紙で中性(PH=7)になるあたりでやめます。
ピッタリ7にするのは難しいのでアバウトです。
 プラスチックのお皿(使ったのは植木ばちの受け皿)にたらして、放置します。

2日ほどして見たら、白い結晶ができていました。結晶は正方形なので、食塩だと思います。なめて確かめることはできないので、今回はここまででやめました。以上です。
できた結晶

2019年11月24日日曜日

★化学★水酸化ナトリウム水溶液の電気分解をしました

前回の電気分解には、手近だったので、食塩水を使いました。マイナス極には、水素が貯まったので、燃やす実験ができましたが、プラス極には気体が集まりませんでした。酸素ができていないようです。塩素か、塩素酸ができているのかもしれません。

お掃除用に「アルカリ電解水」というものを売っていました。なんと水酸化ナトリウム水溶液と書いてあるではありませんか。これで、学校の実験と同じ実験ができるので、さっそく手に入れました。
これがアルカリ電解水です。水酸化ナトリウム換算で0.18%だそうです。
pHは14と強アルカリです!

装置は、前回とおなじく、ペットボトル電解装置です。
前回は鉄のはりがねを電極にしましたが、水酸化ナトリウム水溶液の場合は、電流を流さなくても泡が出るので、シャープペンの芯にしました。プラス極をつないだ方から泡が出てきました。Youtube動画

しかし、マイナス極をつないだ方が盛んに泡がでているのがわかります。Youtube動画

水素と酸素を両方作りたかった理由の一つは、水素が酸素の2倍できることを確かめたかったからです。たまった気体の量をものさしで測ったのですが、1:2にはならなて、3:4だったり1:3だったりでした。漏れていたのかもしれません。

2019年11月9日土曜日

★化学★電気分解でできた水素に火をつけました(動画あり)

電気分解の続きです。

新しくペットボトルで電気分解装置(?)を作りました。
発生した水素が燃えるところを動画に撮りました。

材料は... 500mLのペットボトル 1本
ストロー 2本
さいばし 1ぜん
はりがね 30 cmくらい
食塩水

道具は... はんだごて(ペットボトルに穴をあける)
適当な刃物(ペットボトルの穴を広げる)
グルーガン

動画はこれです。装置?の全体が写っています。ごらんいただければどうやって作ったかだいたいお分かりいただけると思います。

右側のストローに水素を貯めています。
さいばしでできた「フタ」をはずしてチャッカマンの火を近づけたら燃えました。
(動画は2倍くらいのスローになっています)

ご自分で実験してみたい方は、感電・やけど・火事に十分気をつけてくださいね。


本当は、酸素と水素が1:2の割合でできる実験をしたかったのですが、食塩水の場合は酸素ができないことを知りました。果たして何ができているのでしょうか?まだわかりません。とりあえず、まずはPH試験紙でPHを調べました。

水素がでてきたストロー(写真上)は中性のままですが、
もう片方のストローはPH=4の酸性(写真下)になっていました。

引き続き、考えてみたいと思います。