【自由研究】給水ポンプの原理とは？仕組みについて解説

「灯油を入れる時に使う給油ポンプって、どういう仕組みになっているの？」
「給油ポンプってなんで最初、赤いポンプ部分を数回押すだけで、後は勝手に灯油が流れ続けるの？」
「簡単に原理を確かめるために何か良い方法はないかな？」
給油ポンプを使ったことはあるけど、仕組みを良く知らないという方も多いのではないでしょうか。

こちらの記事では、給油ポンプが水を吸い上げられる原理や実験方法・手順を詳しく紹介していきます。実験に必要なものや内容を記載しておりますので、自由研究の題材としてもぴったりでしょう。

この記事を読んだ後には、給油ポンプの仕組みが良くわかり、どのような原理がはたらいているかもしっかり理解できるでしょう。

自由研究の題材を探しているお子さんをお持ちの方はこちらを参考にしてみてください。

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給油ポンプが水を吸い上げられる原理とは？

給油ポンプが水を吸い上げられる原理は、サイフォンの原理といいます。サイフォンは、ギリシャ語でチューブ、管という意味を持つといわれています。その名の通り、細長い管を使った原理なのです。

この原理は、高い所から低い所にものが落ちるのを応用したものです。ホースが液体で満たされている場合、移動元の液面よりホースの高さに差があると、液体は低い方に流れていきます。

実験に必要なもの・環境・準備

「サイフォンの原理を確かめてみたいけど、給油ポンプを用意して作業をするのは大変そうだからやりたくない」という方もいるでしょう。そのような方におすすめなのが、給油ポンプをストローにみたてて実験する方法です。

身近にあるものを使用して、サイフォンの原理を再現しましょう。今すぐに用意できる材料ばかりなので、家の中を探してみてください。

実験に必要なものは、以下の通りになります。透明なコップは、プラスチックのものを使用すると良いでしょう。

• 水
• 透明なコップ2つ
• 曲がるストロー
• はさみ

実験の方法・手順

• ストローの曲がる部分が真ん中になるように切ります。
• コップを2つとも並べます。
• 1つのコップに水をいっぱいまで注ぎます。
• 水の注いだ方のコップにストローを入れ、ストローの中に水が入った状態にします。
• ストローの中の水がこぼれないように両穴を指で押さえます。
• 片方を水の中に、もう片方を空のコップの中に入れます。

こちらでは、実験のやり方を紹介しています。

まず、ストローの曲がる部分が真ん中になるように切ります。次にコップを2つとも並べ、1つのコップに水をいっぱいまで注ぎましょう。

水の注いだ方のコップにストローを入れ、ストローの中に水が入った状態にします。ストローの中の水がこぼれないように両穴を指で押さえ、片方を水の中に、もう片方を空のコップの中に入れてください。

給油タンクだと重くて持ち運ぶのが難しいですが、今回は透明なコップを使用するため力がない方でも簡単に実験が可能です。

また、水の動きを目で確かめられるため、その様子を動画などで取っておくことで、後でゆっくり実験内容をまとめられます。

水を使用するため、服などが濡れないように気を付けてください。

実験からわかること

こちらの実験を行ったことで、自然の力で水を移動させることが可能であるということが理解できたのではないでしょうか。

このサイフォンの原理を使用すれば、1本のホースだけ水槽の水を移し替えることも可能でしょう。

こちらの実験では、コップの位置を同じ高さにしていますが、サイフォンの原理を利用する時は、移動させる液体が入っている容器を高い位置に置くことが基本となっています。

自由研究などでは、コップの高さを変えて結果をまとめてみると良いでしょう。また、ストローの中の水の動きなどを観察するのも面白いでしょう。

身近で良く使われている給油ホースですが、原理を知らないという人も多いです。このサイフォンの原理を使って何ができるのか、日常ではどのように使われているのかを考えることで興味が広がっていくでしょう。

お子さんと一緒に今回紹介した実験内容を実際にやってみて、自由研究で考えをまとめてみましょう。

※実験は安全性に十分配慮して行ってください。実験結果が記事と異なる場合でも弊社は一切の責任を負いかねますのであらかじめご了承ください。