ペットボトルを触らずにへこませる！実験方法と必要な材料を紹介

「毎年、夏休みの自由研究が憂鬱でしかたがない」
「簡単にできる自由研究のネタが欲しい」
「科学に関する簡単な実験を子どもに教えたい」
自由研究が夏休みの課題として与えられる小学生も多く、毎年何をすれば良いのか迷う保護者も多いのではないでしょうか。

また、理科に苦手意識を持っている子どもに、どのように興味を持たせれば良いか悩んでいる保護者の方もいるでしょう。

ここでは、ペットボトルを触らずに、科学の力でへこます実験を紹介します。この記事を読めば、「僕（私）も、やりたい！」と子どもも科学の実験に興味を示すでしょう。また、他の実験や科学現象についても関心が広がり、考える力が身につく可能性があります。

夏休みの自由研究の題材に困ったり、子どもの興味を広げるための方法がわからない保護者の方は、ぜひこの記事を読んで、子どもと一緒に実験を楽しみましょう。

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ペットボトルをへこませてみよう

身近にあるペットボトルを使って、手品のような不思議な実験をしてみましょう。これは、ペットボトルが手も触れていないのにへこんでしまうという、ペットボトルとお湯だけを使ったとても簡単な実験です。

この実験は、ペットボトルをへこますことだけが目的ではありません。実験が成功したら、なぜそのような現象が起きたのか、考えてみましょう。

変化に対して興味を持ったり、その現象の理由を考えたりすることが重要です。

必要な材料は、ペットボトルとお湯だけという、とても簡単な実験です。

ペットボトルとふたは、きれいに洗って実験に使用してください。また、形や硬さが異なるさまざまな種類のペットボトルを用意してみましょう。

用意するお湯は、沸騰しているような温度ではなく、少し冷ましたお湯にしましょう。お湯が熱すぎると、ペットボトルが変形してしまいます。

空のペットボトルにお湯を入れ、しばらくしてからお湯を捨てて、ふたを閉めたら、観察を始めます。さらに、冷蔵庫に入れるとペットボトルの様子がどのように変化するかも、見てみましょう。

また、さまざまなペットボトルを用意して、ペットボトルの形や硬さの違いによって、へこみ方に違いが出るか、実験してみましょう。

なお、お湯を扱う際は、火傷しないように気をつけてください。

ペットボトルがへこむ理由には「圧力」が関係しています。

まず、ペットボトルの内と外には空気が存在しています。空気を構成しているのは窒素や酸素、二酸化炭素などの分子です。これらの分子は、いろいろな方向に飛びまわりペットボトルの壁にぶつかり、壁を押す力が働いています。これが「圧力」です。

ペットボトルのふたが開いているときは、ペットボトルの内側から外側に押す力（中の圧力）と外側からペットボトルの壁を押す力（外の圧力）は同じです。

しかし、ペットボトルの中にお湯を入れて、中の空気の温度が上がってからふたを閉めると、ペットボトル内の温度が下がるにつれてペットボトル内の分子の動きが遅くなり、中の圧力は下がっていきます。

すると、外側の圧力のほうが大きくなり、ペットボトルは外側から押され、人間の手でつぶさなくても、へこんでしまいます。

これはとてもシンプルな実験ですが、この現象から分子や圧力の基礎を学ぶことができます。私達の身近にあるもので、圧力を利用したり、圧力によって変化したりするものを探してみましょう。