水ロケットの打ち上げを通して、作用反作用や運動量保存についての理解を深める。

　　鉄製スタンド、ろうと用支持具、自転車の空気入れ、浮き輪用アタッチメント、ホース（内径5mm程）、ゴム栓、パイプ（外径5mm程）、締め金具、ペットボトル

1. 　空気入れの口に浮き輪用アタッチメントを付ける。これをホースの一端にねじ込み、締め金具で締めて固定する。
2. 　ゴム栓に穴を開けてパイプを通す。パイプをホースの他端にねじ込み、締め具で締めて固定する。
3. 　鉄製スタンドを舗装された地面の上に置き、ろうと用支持具をセットする。
4. 　ペットボトルに水を1/3程度入れる。
5. 　ホースをろうと用支持具の輪に下から通して、ゴム栓をペットボトルにきつくはめる。
6. 　ペットボトルを逆さにして、ろうと用支持具に載せる。
7. 　空気入れで空気を入れていく。

浮き輪用 アタッチメント	ゴム栓に通した パイプ	水を入れて セット完了	さあ、飛ばそう

（写真をクリックすると拡大されます）

　空気をどんどん入れていくと、ボトル内の圧力が上がっていきます。ある程度圧力が上がったところで、ゴム栓が抜けます。このとき、水が勢いよく噴射されますので、その反動でペットボトルが空高く上がります。 　生徒の予想は、２階ぐらいまで上がるんじゃないかという程度ですが、実際にやってみると、４階をはるかに越えて舞い上がります(^^)。

はるか上空へ 舞い上がる	下は 水浸し

（写真をクリックすると拡大されます）

　水を入れないで飛ばしてみると、2m位しか上がりません。私は授業の際には、この実験も必ず併せてやります。そして、「噴き出すものの質量が大きいほど、反動も強くなるので、その分高く上がるのだ」と説明します。
　また、落ちてきたボトルを触ると、ひんやりとしていることがわかります。これはボトル内の空気が断熱膨張して温度が下がるからです。私は「水やボトルの運動エネルギーをまかなうため、空気が自分自身の熱エネルギーを供出したために温度が下がったのだ」といいます。説明としては苦しいのですが……。

　右下の写真でわかるように、水が噴出される勢いはかなりのものです。間違っても土の上でしないように。あたり一面泥のハネをかぶります。

　「水ロケット」の実験は愛知岐阜物理サークルが取り上げてから、非常に有名な実験になりました。今では教科書にも扱われたり、実験セットが玩具屋さんなどで売られたりするまでになっています。

　水ロケットに関するwebページもあります。

• 九州工業大学体験講座「ロケットを飛ばそう　−やさしい宇宙工学−」
• 金子　望「ペットボトルロケットの教材化」

「いきいき物理わくわく実験」愛知岐阜物理サークル（新生出版）