高校2年生の物理の授業で、水と空気の力で飛ばす「ペットボトルロケット」の製作・打ち上げ実験を行いました。斜方投射や運動量と力積、剛体の重心といった単元の学びを、実際の現象として体感する探究授業です。

各班では、ノーズコーンの重りや水の量、発射角度、フィンの枚数・形状など、班ごとに着目する条件を1つ選んで製作。「どうすればもっと遠くまで飛ぶか」を仮説を立てながら考え、条件を変えて何度も打ち上げを繰り返しました。

夏らしい晴天のもと、屋外での打ち上げは水しぶきを浴びながらの実施となり、生徒たちにとっては勉強の合間の良い気分転換にもなったようです。歓声とともに、ロケットが青空に向かって勢いよく飛び出す瞬間は、この日いちばんの盛り上がりを見せました。

中でも最も飛距離を伸ばした班は、なんと50mの巻き尺では測りきれないほどの記録をたたき出し、「50m超え!?」と会場を沸かせました。狙い通りの結果を出した班もあれば、想定外の飛び方に驚く班もあり、それぞれの班が重心と圧力中心の関係や空気抵抗の影響について考察し、探究の視点をしっかりと記録に残していました。

今回の実験で体感した「圧縮された空気が水を押し出す力」の正体は、実はこれから学ぶ熱力学・気体分子運動論の世界そのもの。今後の授業では、圧力と体積の関係(ボイルの法則)を学びながら、今回のロケットがなぜ飛んだのかを、より深く物理の言葉で説明できるようになっていきます。