ダンボール空気砲

おもしろ科学手品講座

・・・・・	ダンボール空気砲	・・・
	講座指導：諫早市多良見町　子ども科学てじな講師　田浦　和憲

【材料】　段ボール箱　ガムテープ　カッターナイフ　線香(せんこう)　ろうそく		・
【あそびかた】
・・	大きな段ボール箱の全ての隅(すみ)を、ガムテープで密閉(みっぺい)します。　空気を漏(も)らさないためには、表だけでなく裏からもきちんと目張(めば)りをしておいた方が良いでしょう。　側壁(そくへき)に直径10ｃｍくらいの穴を開けると、巨大空気砲の出来上がりです。
	線香の煙を中に充満(じゅうまん)させてから、箱の両側面を手で叩(たた)くと、大きなドーナツの煙が飛び出ます。　この空気砲は思いのほか力があり、前方２～３メートルのろうそくの炎を吹き消すくらいの威力(いりょく)があります。　小さい子でも叩きやすいように、首に掛けるリボンを付けてあげて下さい。

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　わたしは子どもたちと一緒に、厚紙で左のような得点版をつくり、１ｍ離れた距離から空気砲でどれだけ倒せるかの競争をしました。
　箱を叩くのは練習２回、本番１回。同点の場合は決勝戦、などと自分たちでルールを決めて、みんなで大いに盛り上がりました。

【原理】
・	穴から空気がゆっくりと洩(も)れるような場合は、周りの空気にじわじわと拡(ひろ)がっていくだけでしょう。　しかしダンボール箱から勢い良く飛び出した空気では、その中央部分の流れが最も速度が大きく、周辺部は周りの空気との摩擦(まさつ)により減速します。　そのため境界部分に丸い渦状の流れを作りながら直線的に進行するのです。　もうひとつの理由は「ベルヌーイの定理」です。「空気や水などの流体(りゅうたい)は、速さが速いところほど、圧力が低くなる。」という定理です。	・
	流れの中心部より外側の方が遅いので、箱から出た空気のかたまりは、常に内側向きの圧力を受けることになります。　そのため飛び出した空気は、周囲に拡散(かくさん)することなく進行し、穴と同じ大きさのまま、思いのほか遠くまで伝わることができるのです。　お父さんがタバコの煙でドーナツ輪を作っているときも、同じ原理です。・

	【発展】　ペットボトルの底を図のように切り取ります。
	・	ゴム風船をペットボトルの底よりひとまわり大きめにカットし、ビニールテープでボトルの底に貼(は)り付けます。　線香の煙をボトルの中に充満させてから、風船の部分をちょっと指ではじいてみて下さい。　ペットボトルの口からドーナツ状の煙が勢い良く飛び出します。
	注　線香を使う場合は、必ず大人の人と一緒におこなって下さい。

もっとくわしく知りたかったら　　「はじめてのおもしろ理科実験＆工作」　第72ページ　福井広和　著　主婦の友社　\880
または　「子供に受ける科学手品７７」　第186ページ　後藤道夫　著　講談社ブルーバックス　\820
または　「福岡県青少年科学館　資料室」