物理07 浮力実験用体
［ A 体積約42cm^3 重さ0.8N ］
［ B 体積約70cm^3 重さ0.8N ］
［ C 体積約70cm^3 重さ1.6N ］
浮力実験用体の作製です。
東京書籍の来年度（令和7年度）からの教科書では、①「重さが同じで体積の異なる物体の比較」と ②「体積が同じで重さが異なる物体の比較」を行うようになっているようです。
条件制御ということで、内容的にはいいと思うのですが、①の「重さが同じで体積の異なる浮力実験用体」というのは持っている学校は少ないんじゃないかなと思います。教材カタログでもあまりみたことがありません。来年度に備えて自作してみました。
【材料】
ア バイアルびん 「密栓樹脂びん（バイアルびん）」理科ウチダスで購入。
・容量30ｍL 10個入 689円
・容量50mL 10個入 836円
イ ナット付よーと（ステンナット付洋灯吊）
「ビーバー ステンナット付洋灯吊 １パック(4個入) 6F114 230円(送料550円)」
ねじの部分がボルトとナットになっています。20ｍ/ｍは、ねじ以外のフックの部分が20mmという意味です。
楽天、アマゾン等で購入できます。送料がかかるので、ホームセンターなどで購入する方が安価だと思われますが、ちょうどよい大きさや形のものが見つかりませんでした。
ウ ６角ナット 「６角ナット 3/8W 140個入り 1298円 鉄（ユニクロめっき） YAHATA」 ホームセンターで購入。
エ 水槽底砂（南国 中目）
【作り方】
| １ ふたにフックをつける。 バイアルびんのふたに2.5mmのドリルで穴を開けて、「ナット付よーと」を取り付けます。（技術室にあるボール盤を使うと簡単です。）   |
| ２ 六角ナットと水槽底砂で重さを調整する A 体積 約42cm^3 重さ0.8N 容器に6角ナット7個＋水槽底砂少量を入れる。 B 体積 約70cm^3 重さ0.8N 容器に6角ナット6個＋水槽底砂少量を入れる。 C 体積 約70cm^3 重さ1.6N 容器に6角ナット14個＋水槽底砂少量を入れる。 浮力実験用体の質量については、例えばAの場合、0.8 N÷9.8 m/s2≒0.0816kg≒81.6ｇとなります。同様にしてBは81.6ｇ、Cは163.2ｇになります。しかし、本校のばねはかり（ニュートン目盛つき）につるすと、理論値通りにはならず、わずかに大きな値を示すようでした。 そこで、ばねはかりにつるしたときに、ちょうど0.8Nになるように、Aは81ｇにしました。また、同様にしてBは81ｇ、Cは162ｇにしました。  |
３ 組み立てる。 |
【浮力実験用体の体積の測定】
浮力実験用体のl正確な体積は、水につけたときに軽くなるぶんの質量を、電子てんびんで測定して求めました。オーハウス製の電子てんびんは、底にフックを付けて、ぶら下げたものの質量を測定することができます。（下写真参照）
Aは、体積が42.1cm^3 ≒ 約42cm^3
BとCは、体積が69.9cm^3 ≒ 約70cm^3 となりました。
【浮力の大きさについて】
Aは、体積が 約42cm^3 なので、浮力は 約0.42N
BとCは、体積が 約70cm^3 なので、浮力は 約0.7N となります。
【簡易版の作製】
シリコン栓と普通の「よーと」を使って作製することもできます。
ふたとシリコン栓の両方に錐で穴を開けてから「ステンレスよーと」をねじ込みます。
「ナット付よーと」で作製したほうが丈夫だとは思いますが、シリコン栓は学校にあるカタログで簡単に手に購入できる点が便利です。
・シリコン栓「シリコン栓 No.0 B 10個入り 440円」理科ウチダスで購入できます。
・ステンレスよーと 普通の「よーと」はホームセンターで簡単に購入できます。
