学習 連載 中学受験のツボ[理科編]

【小4理科/浮力】「水に沈む方法」と「空気に浮く方法」を考えてみよう|中学受験のツボ[理科編]

専門家・プロ
2023年11月22日 伊丹龍義

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保護者向けに中学受験の4教科のツボを解説。
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国語算数社会

私たちの身体は水に浮かびますが、空気には浮かびません。

これは私たちの身体が、同じ体積の水よりも(少しだけ)軽く、同じ体積の空気よりも重いからですね。

今回は、私たちが「水に沈みたい」ときや、「空気に浮きたい」と思ったときにどのようにすれば良いのかを、“理科的“な思考をもとに柔軟に考えていきましょう。

水に沈む方法

問題

私たちが水に沈むためには、どうしたらいい?
(柔軟な発想で考えてみよう!)

 

私たちの身体は、同じ体積の水よりも(少しだけ)軽いので水に浮きます。

そのため、体積を変えないまま重くする、つまり同じ体積の水よりも重くなれば沈みます

単純に考えてみると、いっぱい食べればより沈みやすくなりそうですよね(そのぶん、おなかが膨らんで体積が増えるのですが、ここでは考えないことにします)。

おもりをつけるのも、これと同じ発想です(もちろん体積は増えてしまいます)。

 

上記とは違った発想もあります。重さを変えなくても、体積を小さくして、同じ体積の水よりも重くなれば沈みます

単純に考えてみると、身体を縮めれば沈みやすくなりそうです。とはいえ、身体を丸めて小さくしたつもりになっても体積は変わりません……。

 

そのため妥当な方法としては、息をしっかり吐いて胸の体積を減らす、といったことなどが考えられるでしょう。

これでも水に沈むことはできませんが、それでも、いっぱい食べて、息をしっかり吐くと、”理科的“に考えれば水に沈みやすくなる、といえます。

解答例

いっぱい食べるなどして重さを増やしたり、息を吐くなどして体積を減らしたりすることで、同じ体積の水より重くする

 

保護者向け

(これも「柔軟に考えてみる」という視点で捉えてほしいのですが)たとえば筋肉の割合が大きくなると水に沈みやすくなります。脂肪よりも、筋肉のほうが密度が大きいからですね。

「水に沈む」ということを、より深くお子さんに印象づけたい場合は、こちらの例も使ってもらえればと思います。

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伊丹龍義

伊丹龍義

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SRP教育研究所 所長。自身の塾で中学・高校受験、中高一貫校サポートを担当。教育格差解消と学習の効率化のため廉価に、そして自分のペースで見られ、電子辞書代わりにも使える映像授業に積極的に参加。学びエイド鉄人講師・家庭教師のトライ「TryIT中学理科」、同トライのオンライン集団ライブ授業(小学算数・中学数学・中学理科)担当。「観てわかる中1理科」(小学館)映像担当、その他、学習塾・参考書の映像授業担当多数。個人として「たこやきまるめがね」名義でYouTubeで中学受験算数・理科の映像授業準備中。プログラミング・ゲーム・パズルを教育現場に広める活動中。クイズ番組等の問題作成・監修多数。