お盆も終わりです。そろそろ、夏休みの宿題もまとめたいところです。工作などは、どうですか？今回は、牛乳パックを使った工作を考えてみます。学校でも、4年生以上は、給食の牛乳パックの再利用活動を行いましたね。家でも、いろいろ考えて見ましょう。

1　牛乳パックの特性と道具や関連材料について

次のような特性があるので、使う道具や関連する材料について考えながら、アイデアを練ります。

• 紙でできているので、ハサミやカッターで切りやすい。
• 紙でできているが、表面が防水加工してあるので、のりでは接着しにくいので、対応した接着剤を利用する。（例えば、セメダインなら「牛乳パック・発砲プラスティック・ペットボトル用速乾クリア」とか、合成ゴム系の「ボンドｇ17」とか。また、両面テープも有効。使い方によっては、布ガムテープも。）
• 箱型なので、そのままの形を利用して、入れ物などに加工できる。
• 紙厚がほどよいので、パックを切り開いて、厚紙として工作材料にできる。
• 防水加工してあるので、水に接するものにも利用できる。
• 表面デザインは、牛乳メーカーによりカラフルなので、これを生かしたデザインを工夫できる。

2　厚紙として利用して、紙飛行機を作ろう。

1. 牛乳パックの4つの側面が大きく利用できます。
2. まず、主翼部分を１面を使って作ります。
3. 次に胴体と水平尾翼部分を2面を使って作ります。主翼の接合のための糊代も忘れないようにします。
4. 最後に、垂直尾翼を残りの１面で作ります。
5. 胴体部分に垂直尾翼を取り付けます。そして、最後に主翼を接着します。
6. おもりの調整をします。作った時点では、尾翼方面が重くなっていますので、バランス調整をします。主翼の中央部分を指先に乗せ、頭と後尾が水平になりように、頭部分にクリップなどを取り付け調整します。

※雪印メグミルクのホームページに作り方が紹介されています。設計図もありますので参考にしてください。また、その他の工作アイデアも紹介されています。

3　箱型をそのまま利用して、小物入れを作ろう。

1. 牛乳パックの側面を一つ切り取り、上部注ぎ口部分の不要部分を切除し、つなぎ直せば、縦長の箱ができます。
2. 内側、外側の順で、きれいな包装紙などを貼り付ければ、簡単に小物入れが出来上がります。
3. 何個か作り、その外側をおおうケースを作れば、引き出し型の小物入れができます。

4　その他の工作

牛乳パックを一つの積み木のように考えれば、たくさん積み重ねで、いろいろな造形が可能です。ガンダムのようなロボットもできますね。

理科自由研究のヒント（１）　教科書の内容を参考にしよう
教科書では、いろいろな観察や実験をします。それを参考にして、さらに詳しく実験したり観察したりしてみましょう。

3年生「風やゴムのはたらき」の応用した実験のヒント
3年生理科では、風やゴムの力で物を動かすことができることを学習しました。今回は、ゴムを使って、車の動きについて、さらに発展的に実験してみます。しかし、かなりレベルアップした内容で考えます。次に述べる内容は、実験を行うための考え方を示したでけですので、実際の実験内容や方法は、自分で考える必要があります。あくまでも、ヒントです。内容的には、3年生では難しいです。かなり高度ですので、高学年向きです。車に関心があり、自分でモーターを使って組み立てたりすることが好きな人なら、挑戦できるでしょう。

1　実験の目的と意義について

　　輪ゴムを動力として使い、できるだけ長時間走る車を作ることがねらいです。つまり、本物の車でいえば、燃費の良い車の開発ということです。動力は輪ゴムを使用するので、この実験は、単に車の動きだけでなく、いろいろな面で役立つ考え方を導き出すことに結びつくでしょう。

2　使うもの

• 輪ゴム（たくさん用意する）
• その他、車作成に必要と思われる部品。ギアボックスなどは、ネットで調べてみましょう。

3　ゴムの力を車の回転につなげるエンジン開発

車のエンジンには、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ロータリーエンジン等があり、さらに、電気自動車やハイブリッドカーなどのモーターで動く車など、いろいろな種類があります。まずは、エンジンをどのようにするかを考えます。とりあえず、輪ゴムを動力として使い、次の2種類でやってみます。

1.エンジン開発（1）　ゴムの「よじれ」が戻る力を利用するエンジン

• これは、プロペラ飛行機で利用されています。プロペラ飛行機のゴムは、長いゴムを何本か束ねてプロペラの軸に直接とりつけます。そして、プロペラを逆回転させ、ゴムをよじるわけです。何回ゴムをよじることができるかで、飛行機の飛ぶ距離がきまります。ゴムのよじれが戻る力を利用してプロペラを回転させるわけですから、よじった回数とプロペラの回転数は同じになるからです。
• さて、飛行機の場合は、ゴムのよじれとプロペラの回転の関係上、直接とりつけができますが、車の場合、回転の向きを90度変換しなければなりません。つまり、ギヤを使用することになります。また、車の回転数とゴム動力の軸の回転数の比率をどの程度にしたらよいかも問題です。この辺のところがこの実験のポイントとなります。

2.エンジン開発（2）　ゴムの「のび」が戻る力を利用するエンジン

• 飛行機でいえば、ゴムをひっぱって飛ばす紙飛行機です。単純に、ゴムの「のび」が戻るのを利用して飛行機を飛ばすわけです。
• ゴムののびが戻るのは一瞬です。これを、長時間動かし車の動力として考えるわけですから、難しいです。もうひとつ、（1）は、ゴムを飛行機本体に取り付けてありますが、この飛行機の場合は、ゴムは飛行機本体からは離れています。これを、車本体に取り付けて車を動かす仕組みを考えます。
• しかも、ゴムは、できるだけ長い方が良いという考えは当然、思いつくわけですが、極端な話、何メートルもの長さにしては、車の内部に取り付ける動力としては、適さないわけです。ですから、単純にゴムの「のび」の戻る力を直接的に車の回転に伝わるような構造ではなく、別な発想で、何かアイデアを考えるべきです。この辺のところが、この実験のポイントです。
• 例えば、ゴムは、1本でなく、5本使うとしましょう。すなわち、伸ばしたゴムは、5回分戻ります。その5回が、とぎれず、連続した力となるよう、仕組みを考えるのです。そのスムーズなリレーの仕組みがポイントでしょう。

4　車の構造とデザイン

エンジン開発の構想が出来上がったら、同時に車の構造でデザインを考えます。これは、エンジンがエンジンだけに、常識的な車の形ではなくなります。どんなデザインになるか楽しみです。

ヒントは、ここまでです。あとは、研究者の力です。

 

生活の中で風やゴムを利用しているものを考え、風の力で動く車を作り、風の力を変えて、車の動きを調べた。また、ゴムの力で動く車を作り、車の動きを調べたり、決めた場所で止まるように工夫したりした。