くずれる砂のひみつを探る

茨城県石岡市立府中小学校4年/2年 三輪　優華・三輪　郁奈

研究の動機

　昨年、妹が「砂山の研究」というテーマで、砂山の高さをきめる条件や、土台の形によってできる砂山のもようについてしらべていました。同じ砂山でも土台の大きさによって高さがかわったり、土台の形によって砂山への線の入り方がちがっていたりしたことがおもしろかったので、ありじごくが作るようなすりばちの形でも条件によってでき方がちがうかもしれないと思い、今年は、妹といっしょに研究をすることにしました。

研究の方法・結果・考察

実験

　１） アクリル板で作った２しゅるいの容器に砂を入れ、砂がくずれる時の様子を上と横からかんさつした。
　２） 1ドリルで直径1.5㎜の穴をあけた容器に、砂の深さを１㎝、1.5㎝、２㎝、2.5㎝、３㎝と変えて入れ、その時にできたすりばち形の大きさと斜面の角度を調べた。
  21のすりばちの形の大きさと同じ直径の円形の紙の上に砂をまき、できた砂山の高さと斜面の角度を調べ1のすりばち形と比べた。
　３） 砂粒の大きさを、細かくつぶした砂、粗くつぶした砂、0.25㎜以下、0.25～0.5㎜、0.5～1㎜の砂と変えた時のすりばち形の大きさを調べた。
　４） 大きさ0.25㎜以下の砂で、山砂、海砂、砂絵の砂と変えた時のすりばち形の大きさを調べた。
　５） 底穴の数や形を変えた時に、すりばち形がどう変わるか調べた。

結果・考察

１．すりばち形を大きくするには1砂を深くする2粗すぎず細かすぎない砂、海砂のように角がとれた砂をもちいる。
２．砂は、斜面が安定な角度（砂山は35度前後、すりばち形は45度前後）に近づくまでくずれていく。
３．砂が流れ落ちるための底穴は、砂粒の直径の数倍の大きさがないと、すりばち形ができない。砂が落ちていくための部分にアーチ構造ができて通り道をふさぐためである。
４．底穴の形や数によって、できるすりばちの形やもようは変化した。


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