自由研究は液状化現象を調べよう!

地震が発生したら液状化現象が起こります。記憶に新しいところでは、熊本地震、あるいは東日本大震災でも各地で液状化現象が起きていました。その映像はリアルタイムでテレビで放送されたり、現在もインターネットで見ることができます。そんな液状化現象の仕組みについて、夏休みの自由研究で調べてみませんか。液状化現象の自由研究については、きちんと準備ができていれば、1日で済ませることも可能です。中学生であれば理科の時間で液状化現象について、学ぶ機会があるかと思います。自由研究により知識を蓄え、レベルアップして夏休み明け、学校にいきましょう。

■研究の日数はどれくらいか。
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液状化現象の自由研究は1日で終えることが可能です。そのため、様々な自由研究の中でも比較的取り組みやすいテーマといえます。とはいえ研究を通じ、液状化現象の仕組みが理解でき、さらに液状化現象によって起こり得る被害についても考察できるので、1日で終えることが研究であっても得る知識は大きいです。計画的に自由研究をおこなう方にもおススメですし、夏休みが終わるギリギリになって、自由研究を始めようとお考えの方にもおススメのテーマといえます。

■用意するものは?
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液状化現象の研究で使用するものは比較的簡単に準備することが出来ます。①透明なプラスチックコップ(5個)、②砂、③土、④小石、⑤木方、⑥10円玉(40枚)、⑦セロハンテープ、⑧割りばし、⑨計量カップ、⑩スポイト、⑪水、といった具合で、自宅にある物で十分に準備ができます。もし家になかったとしても、100均などで購入が可能なため、夏休み中の中学生のお小遣いでも十分に揃えることが可能です。

■どんな手順ですすめる?
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必要な物を全部揃えた上で実験を進めていきます。そもそも液状化現象とは、地震の振動で地中の土砂が液体のようになり,水と一緒に地表に吹き出す現象です。その現象を調べるために、最初に水分を含んだ砂をぐらぐらさせ、砂の変化を調べます。方法としては、透明なプラスチックコップに砂を100ml程度注ぎ、そこに水40mlを加えて割りばしで混ぜます。その上で、コップをテーブルの面から少し上げて、トントントンとリズムよくテーブルの面にコップを当てていきます。それを続け、何回当てたら液状化現象が起こるのかを調べます。
次に、砂のしめり具合と液状化現象の関連について調べます。先程と同様に透明なプラスチックコップ4個に砂を100ml程度注ぎ、各コップに10ml、20ml、30ml、50mlの水を加え、割りばしで混ぜます。同じように、コップをテーブルの面から少し上げて、トントントンとリズムよくテーブルの面にコップを当てていきます。同じように、何回当てたら液状化現象が起こるのかを調べ、記録していきます。
その次に、土や小石により液状化現象が起こるかも調べていきます。プラスチックコップ5個に土を100ml程度注ぎ、各コップに10ml、20ml、30ml、40ml、50mlの水を加え、これまで通り割りばしで混ぜます。液状化現象を調べる方法はこれまで通りで、コップをテーブルの面から少し上げて、リズムよくテーブルの面にコップを当てます。その後、土を小石に入れ替えて、同じ方法により何回コップをテーブルに当てたら、液状化現象が起こるのかを調べていきます。
そして、テレビやインターネットで見たことがある、液状化現象が起こった場合の建物の影響について調べる方法もあります。砂100mlに水40mlを注ぎ、割りばしで混ぜたコップを3個用意します。その砂の上に木方をのせて、コップをテーブルの面から上げて、テーブルの面にコップを当てていきます。木方の変化を調べるのと同じように、10円玉10枚を重ねてセロハンテープで止めて砂の上にのせ、次は10円玉30枚を重ねてセロハンテープで止めて砂の上にのせ、それぞれの変化をきちんと調べていきます。

このように液状化現象の研究には、①水分を含んだ砂を揺らせ、砂の変化を調べる、②砂のしめり具合と液状化現象との関連性、③土や小石により液状化現象が起こるかを調べる、④液状化現象が起こった場合の建物の影響について、それぞれ調べることが必要となります。

■気をつけるポイント、失敗しないポイント、コツ
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液状化現象が起こるかを調べる上で、コップをテーブルにトントントンと当てていきますが、プラスチックですので、コップを強く握ったり、ぶつけたりするとコップ自体が割れてしまう恐れがあるので慎重にお取り扱いください。割れないようにするために、ガラスのコップを使用して調べることも可能ですが、ガラスとはいえ力の加減によっては割れてしまうこともあります。ガラスのコップを使うならば、家の人にもきちんと相談をしましょう。
使用する土について、外から掘ったものを使うならば、あらかじめビニール袋などに入れ、土をくだいてから使用してください。その際に植物の根がついている際は、根も取り除いておくこともポイントとなります。
10円玉を使用する際の記録については、重ねた10円玉の何枚目まで砂の中に沈んでいくかも細かく見ておくことが重要になります。最後にまとめていく上で、こうした細かい部分が自由研究のクオリティを上げていきますので、確実にチェックしていきましょう。

■実際のレポートの実例を紹介
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様々な方法で調べた液状化現象をどのようにまとめていくか。せっかくの夏休みにおこなった自由研究ですので、出来る限り良いものをつくりたいのが本音です。わかりやすく、見やすいレポートをつくる方法をお伝えします。
何より大事なことは、なぜ液状化現象について研究したかったのか、というきっかけ=動機を表示することです。熊本地震や東日本大震災により液状化現象を知った、という理由でも構いません。必ず研究の動機を明記することがポイントとなります。その上で、この自由研究を通じて何を知りたいのか、と目的をはっきりさせることも大事になります。中学校の理科の勉強で学んだことを確認と復習する、といった目的でも構いませんが、目的は出来るだけ具体的な内容にした方がまとめやすいので、例えば液状化現象による建物の影響を知る、といった目的にすることも無難といえます。
また、レポートには必ず使用した用品についても記録をしていきましょう。画像で記録するものがあれば、使用した用品を写真にして貼付する方法もおススメです。
実際におこなった実験については、方法と結果を明記することは大前提となりますが、結果については表を載せることも必要となります。コップをテーブルにどれくらいの回数当てれば、液状化現象が起こったのか、確実に書いていきましょう。液状化現象が起こったときの様子について、出来る限り細かく、わかりやすく状況を書くと、この自由研究を見る人にとってイメージが湧きやすくなるのでおススメです。
そしてまとめていきます。注意したいのはまとめを感想と間違えないことです。まとめは、自由研究をおこなおうと思った当初の液状化現象についての考えと、実験を終えてわかったこととの違いについて、表現することが大事です。ある意味、一番文章を考えることに頭を使う部分といえます。それぞれおこなった実験結果について、改めてご自分の考えを載せることもアリです。
最後に感想となりますが、これについては自由研究をおこなっての想いを素直に述べてオッケーです。中学生らしいストレートな想いを綴りましょう。

我が国は地震大国と呼ばれています。身近に液状化現象が起こることも不思議ではありません。ただ液状化現象という言葉を知るよりも、その仕組みや構造をしっておいて何ら無駄はないといえます。中学生の自由研究において、液状化現象を学ぶことはこれからの人生にプラスになるはずです。手頃にできることも魅力なので、興味や関心のある方はチャレンジしてみましょう。

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