川崎市教育委員会後援事業 －タッチダウンする竜巻を作ろう－ 
 
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－タッチダウンする竜巻を作ろう－
 　　後援： 川崎市教育委員会（21川教生第411号、平成21年6月22日）

Originated 2009-6/25   Last Updated 2009-6/25

「タッチダウンする竜巻を作ろう」と題する実験は、川崎市教育委員会の後援を得て
行うものです。
この実験開催を希望される学校、組織・団体は、気象実験クラブへお申し込みください。

【開催要領】
タイトル：「タッチダウンする竜巻を作ろう」
授業対象：小学生、中学生
授業内容：実験と工作、及び講義
授業目的：理科に対する興味と自然に対する親しみを増すことに寄与する
授業時間：１～４時間（小中学校でおこなう場合は、単位時間にあわせる）
開催場所：公的な施設を予約等行い、利用する。
参加費用：無料

開催期間：平成２１年８月～平成２２年２月。４～５回開催予定。
担当講師：気象実験クラブの代表者及び、クラブのメンバーが担当する。
申込先　：気象実験クラブ、代表「佐藤　元」、Ｅメール：[camjsatoh@gmail.com]

【後援対象としての企画】
気象実験クラブの目的、【気象の実験を工夫し、実施し、もって「空気と水が作り出す自然現象」を
よりよく理解し、楽しむこと】に沿って、クラブの代表者及びクラブのメンバーが開発した実験項目
のうち、今回後援を得た事業は、「タッチダウンする竜巻を作ろう」です。
本企画は、地域の小学生、中学生を対象とし、実験と工作、及び講義を１～４時間の授業として行い、
児童生徒の理科に対する興味と自然に対する親しみを増してもらう。また、小中学校における、
理科授業の補助的存在として活用していただきたい、と考え企画したものです。

【実験の概要】

【実験・工作のイメージ】実験・工作の実際のイメージを示します。

【実験の様子】
1.5Lのペットボトルを胴体の部分で二分し、蓋に子穴をあけ、蓋の部分には５円玉を挟んで、
全体を構成します。二分した両方の部分を、水受け部分、および渦形成部分として使っています。

写真：左（ボトルを切り離した）、中央（渦が垂れ下がる）、右（タッチダウン）
   

⑩タッチダウンの実験です
構造

⑪タッチダウン
渦の垂れ下がり

⑫タッチダウン
渦が蓋の小穴に届く



【工作】実験の当日に用意するものと、工作の手順を示します：
素材１：①透明な円筒形のペットボトル(1.5L)、②ペットボトルのふた、③ビニールチューブ
素材２：④割りばし、⑤水
工具等：⑥カッターナイフ、⑦千枚通し、⑧定規、⑨ガムテープ、⑩木製平板、⑪バケツ、⑫雑巾
１．ペットボトル①の下から定規⑧で測り、14cmの部分にガムテープ⑨を巻く。
２．カッターナイフ⑥で、ガムテープの縁に沿って２つに切り分ける。上部をＡ、下部をＢとする。
３．ペットボトルのふた②の中央部に、千枚通し⑦で小穴をあける。（木製平板⑩の上で作業する。）

【実験手順】基本手順を示します：
１．工作完了後、ボトルＡにふたをねじ込む。
２．小穴を指でふさいで、ボトルＡ部分に水⑤を入れる。
３．ボトルＡ内の水を割りばし④で回転させる。
４．ボトルＡをボトルＢの上に置く。（両手をフリーにして渦を観察できる）
５．ボトルＡの中で回転している水は、やがて中央部がへこみ始める。
６．へこんだ部分は、渦となり、さらにへこんで行く。
７．渦は、最後には小穴にタッチダウンし、穴の中に吸い込まれる。

【いろいろためしてみよう】
１．回転の与え方を変えてみる（割りばしの回転をゆるくする、ボトルＡ全体を回転する等）。
２．渦ができているときに、ボトル全体を上下、左右に動かしてみる。
３．小穴のサイズを変えてみる。（五円玉、内径の異なるビニールチューブを小穴に挿入する等）
４．渦ができているときに、チューブを指で挟んで、水が流れないようにしてみる。
５．容器のサイズを変えてみる。（500CCのペットボトル、洗面器等）
６．ペットボトルを切り離したが、切り離さないままで、竜巻ができるだろうか？
７．その他、何でもいいから、思いついたことがあったら、試してみよう。

【観察、記録、整理】、【班別に結果を発表しよう】、【家へ帰ってからも実験してみよう】
１．いろいろためしたとき、渦ができていく様子をよく観察すること。
２．ためした条件と竜巻のでき具合をノートに書いておこう。
３．そして、どうしたときに竜巻がよくできたか、できなかったか、整理してみよう。



参考実験として、実験＃Ｍ２、タッチダウン を引用し、以下抜粋掲載します。

#M20  実験M2
　　　竜巻のタッチダウンの様子を、水の渦で、見てみましょう。
　　　排水のための穴に水が渦巻きながら吸い込まれていく様子にも似ています。
　　　洗面所や浴槽で水を流す時に見られます。　　　


①タッチダウンの実験です
ペットボトルの構造、底部に平板、小穴あり

②タッチダウン
小さい泡が下がり、次に渦が垂れ下がってくる

③タッチダウン
渦が底部の小穴に届く



以下は、別の形状のボトル（500CC）を使用した。ただし、平板は用いず、ボトルの底部に小穴をあけた。
工作は、ボトルの底部に小穴をあけただけです。

④タッチダウンの実験です
垂れ下がり

⑤タッチダウン
小さい泡と渦の垂れ下がり

⑥タッチダウン
渦が底部の小穴に届く



以下は、アクリルのコップを使用した。コップの底部に小穴をあけた。
小穴にビニールチューブを差し込んで、吸入部分の高さを変えられるようにした。

⑦タッチダウンの実験です
構造

⑧タッチダウン
渦の垂れ下がり

⑨タッチダウン
渦がチューブの小穴に届く



以下は、1.5Lのペットボトルを胴体の部分で二分し、蓋に子穴をあけ、蓋の部分には５円玉を挟んで、
全体を構成したものです。二分した両方の部分を、水受け部分、および渦形成部分として使っています。

⑩タッチダウンの実験です
構造

⑪タッチダウン
渦の垂れ下がり

⑫タッチダウン
渦が蓋の小穴に届く




#M23  実験装置の製作 and/or 準備
      ・円筒形のペットボトル、プラスチックカード
　　　・ペットボトルの底部を切り離し、プラスチックカード或いは、
　　　　コンビニ弁当の蓋などの平板を、ペットボトルに接着剤で貼り付けます。
      ・ペットボトルの底は、平板となります。
　　　・平板の中央部に直径5mm前後の小穴を開けます。
　　　・接着が完全になったら、水漏れがないかどうかチェックします。

#M24  実験の実行と結果
      ・ペットボトルに水をいれ、ボトル全体を回転し、ボトル内部の水に
　　　　回転力を与えます。
　　　・水が小穴から流下し、やがて、渦が小穴めがけて、垂れさがっていきます。
　　　・渦が、小穴にタッチダウンします。
　　　・実験11の竜巻の作り方とは異なっています。実験11の竜巻は、ボトル下部から
　　　　空気が上昇していき竜巻の形となりました。この実験M2の竜巻では、渦は、水面から
　　　　垂れ下がっていくのが特徴です。器具の構造としては、ボトルが、密閉空間であるか、
　　　　解放端を有しているかの違いがあります。

#M25  実験を効果的に行うための工夫、注意点等
　　　・平板を使うのは、タッチダウンを見やすくするためです。
      ・ボトルは、ボトル全体を回転し、上から下まで、水全体が回転することが大事です。
　　　・小穴の直径は、試行錯誤で決めてください。
　　　　500CCのボトル+直径5mm程度の小穴でタッチダウンが実現しました。
　　　・排水口にパイプを連結したり、水中に浸けても渦が形成されます。

#M26  実験の解説 and/or 関連実験
      ・解放端を設けない場合は、渦巻の形成がほとんどありません。
　　　・解放端があると、空気は排水口から（泡となって）登ってくることはありません。
　　　　水が、ガシャガシャ流下することもありません。

#M27 【追加実験、考察等】
　　　・平板を設けなくても、タッチダウンは可能です。
　　　（写真、④、⑤、⑥。写真⑦、⑧、⑨、および写真⑩、⑪、⑫）

　　　・別の種類の渦巻の作り方：
　　　　実験１１ 竜巻２重連。

　　　・関連実験：
　　　　EXPM01  台風の海水面の吸上げ効果実験
　　　　EXPM64  渦の下の圧力　（回転流体下の静水圧実験）　　　
　　　　EXPMA9  スピンダウン
　　　　EXPMM3  気圧のバランス

　　　・タッチダウンのVideo:
　　       タッチダウン
　　　　　 タッチダウン

　　　・TornadoVideos.net、You Tube より引用：
        Kansas on June.12,2004    Manitoba on June 22, 2007
　　　　　

　　　・海外の気象関連実験：
　　　・米国の気象実験（トルネード等）
　　　・米国の子供向けの気象実験
　　　・米国の子供向けの気象実験
　　　・米国のトルネード実験と竜巻のときの注意
　　　・米国の子供向けの気象実験
　　　・米国、物理・天文などの実験、子供向け。実演。
　　　・米国、物理、Home Experiments
　　　・Home Experiments


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