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結果はテニスボールが一番球に近いが球ではないことがわかり、身近で集めたものの中ではオレンジが一番球に近い形であることがわかっています。調べたいものを切って、断面がどれだけ円に近い形かも調べたり、球の場合は平らな平面上ではまっすぐ転がるので木の板で挟まれた直線の通路の斜面を10回ころがして中央からのズレを計測しています。

実験中の写真や表とグラフを用いて研究結果をレポートでまとめています。球に近いかどうかを比べる方法はどこを調べても見つからないので自分の考えた方法で比べていて、最優秀賞をとっている作品はさすが違いうと感じました!何度も実験をしたり計測をするのは時間もかかり大変だっとと思います。参考に出来る部分がたくさんありますよ。

球に近いとはどういうことなのかを考える

黒田官兵衛の水攻めを自由研究に

数年前にテレビドラマになった黒田官兵衛をヒントにして有名な備中高松城の水攻めを研究しています。川からの水を引き込むだけで本当に城を水に沈める事が出来るのか?、水かさが徐々に増してきたら城兵は水に沈む前に逃げる事ができるのではないか?を歴史に関する雑誌に掲載されていた当時の地図などを頼りにシュミレーションしています。

研究方法は備中高松城があった地図で、どのように堤防を築けば水を溜める事が出来るかを調べて、近くを流れる足守川の水系と流域面積を調べて、どのくらいの量の水を高松城に引き込むことが出来るのかを調べています。この地方の年間降水量を調べ城を水没させるために必要な雨量と比較してこの作戦が現実的であったかどうかを検証し、ゲリラ豪雨や干ばつのような極端な気象条件でもこの作戦は成功出来るのかも研究しています。

当時の地図を調べて後ろは山で囲まれ前には川が流れているという外敵から守りやすい地形に建てられていた事が分かったので、どこを堰き止めたのかを推測し水没した領域を推測しています。当時の記録から足守川の水を引き入れていた、というのがわかっているので足守川の水量を合理式(ラショナル法)という方法で計算しています。計算の結果は、当時の降水量が平年並みであったとしたら川からの水量のみで備中高松城を1m浸水させるのに6日以上必要であることかわかり、6日の猶予があれば城兵が何らかの対策をするか、逃走していると思われるのでこの「水没作戦」は最良のタイミングで決行されたものであったとわかっています。集中豪雨であった場合は9時間ほどで水没させられる事も計算で求められていたり、数年前に広島で発生した豪雨であれば0,4時間で水没してことも計算しています。

歴史の検証は難しいと実感しながらもより詳細な条件も考慮してシュミレーションの精度をあげて計算してみたいと感想が書かれています。当時の文献でわかる事には限りがあるので大変だったでしょうが自分の興味のある事であれば調べてみたいと思う気持ちも大きく、楽しく自由研究が出来るのでないでしょうか。

黒田官兵衛の水攻めを徹底検証!

本好きにおすすめ!計量文献学の研究

計量文献学とは文献の特徴を数値化し、統計学的手法を用いて文献の分析や比較を行う方法で、文体に注目して計量文体学と呼ばれる事もあります。文献の著者が同じなのか、いつ頃に書かれたものなのか、思想とムンタ糸の慣性の解析等を目的としていて、聖書の著者問題など検討されています。この自由研究をした人は学校での読書の時間に読みやすい本と読みにくい本があることに気が付き、計量文献学を使って自分にとって読みやすい本とは何かが分析できるのではないかと思った事を研究の動機としてあげています。

研究方法は、まず自分の文章を分析しています。4種類の文章から、それぞれ5文を任意で選びその品詞の使用率を求めています。品詞分けはインターネットの品詞分解ソフトを利用していて表にまとめています。結果は書いた年代や性質の違う文章にもかかわらず、似たような数値が出た事に驚いています。

次に、読みやすい文章と読みにくい文章について比べています。図書館で任意に選んだ本の中から読みやすい本、読みにくい本をそれぞれ4冊ずつ選びその他に学校から配布された本の2冊を加え合計10冊を対象としてそれぞれの本から任意の3文を選び出し品詞分解ソフトを使い品詞の使用率を調べて表とグラフに表しています。結果は読みやすいと感じている本は自分が書いた文章と似たような構成であることがわかりました。

最後にデータ数の少なさや分析を広げれば良かったなど反省点をあげていますが、人の感情である「読みやすさ」「読みにくさ」を数値で表していて面白い自由研究になっていると思います。数学は苦手だけれど本は大好き!という方にはおすすめのテーマですね。

算数・数学の自由研究 過去の受賞作品

参考になる自由研究テーマ・実験方法・まとめ方が見つかるかも知れません!

日本の数学の歴史「和算」を研究

和算とは江戸時代に日本で独自に発達した数学の事です。日本の数学は奈良時代に遣隋使・遣唐使として派遣された人たちが中国から持ち帰り伝えられました。江戸時代以前の数学については、残っている史料が少ないのでよく分かっていないようです。そろばんが日本に伝来し江戸時代の日本の数学の歴史は始まります。当時としては非常に簡便な計算道具であったそろばんは瞬く間に中国で普及し日本に伝来しました。

和算家として著名な関孝和(せきたかかず・せきこうわ)について調べてみるのもいいと思います。関孝和の養子である関新七郎久之が重追放になり家が断絶してしまったので、その生涯はあまり知られていませんが、江戸時代に「算聖」と呼ばれ1681年頃には「正131072角形を使って円周率を少数第11位まで算出した」と言われています。筆算による代数の計算法を発明し和算が発展する基礎を作りました。日本数学会という団体には、数学の研究業績以外の功績によって数学の発展に寄与し、それを通して学術文化の向上に顕著な功績をした個人および団体に対して贈られる「関孝和賞」という賞もあります。

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あれこれ質問バーコード

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自由研究は塩と氷で!冷蔵庫を使わずにアイスを作ってみよう!シャーベットもできるよ!

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確率や統計について調べてみよう

じゃんけんに勝つ統計

コインの表が出る確率は2分の1、サイコロの目の確率は6分の1ですね。じゃんけんの手のそれぞれの確率は3分の1になると思いますよね。それが見方を変えると3分の1ではなくなるという統計の自由研究です。725人の人にじゃんけんをしてもらい11567回のじゃんけんデータを取った結果、グーが4054回、チョキが3664回、パーが3849回となりグーが最も多く、チョキが少ないのでパーが有利となりました。また、続けてじゃんけんを行う場合同じ手を続けて出した割合は3分の1よりも低いという事がわかったので、あいこの場合は相手は違う手を出してくる可能性が高いということになります。

知り合いを3人たどれば日本国民の過半数をこえる!

はじめてあった人と共通の友人がいた!という経験がある人は多いと思います。でもこれ実はそこまで偶然というわけでもなさそうなんです。まず、Aさんに3人の知り合いがいたとします。さらにそれぞれに3人の知り合い、またそれぞれに3人の知り合いが・・・と計算し、一人の人が子供の頃から大人になるまでに知り合いになる人の人数を500人として計算すると、「知り合い」の「知り合い」の「知り合い」までで1億2500万人でほぼ日本の人口と同じ人数になるという計算になります。このように概算を使って考えてみると偶然と思っていた事もいつもと違った見方が出来ますね。

他にもおもしろい数学の豆知識がでているサイトです自由研究のテーマ選びの参考になりそうですよ。

中学数学おもしろ豆知識

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木炭電池を作って自由研究で実験!仕組み・原理・考察・結果をまとめてみました!

木炭が電池になることを知っていますか?木炭とはバーベキューなどの時に使う炭のことです。この木炭、電気が普及する前の日本では、冬はコタツの中に入れて暖房として使ったり、台所では火を使う料理の時に使用したりと、大切な熱源とし […]

中学生におすすめしたい!簡単に1日で出来る自由研究テーマ

自由研究のテーマが決まらなくて困っている中学生の皆さん!今回は簡単にできて中学生にピッタリのテーマを紹介します。どれも1日で出来るものばかりを集めているので時間の無い人も大丈夫です。調べ学習は時間がかかるものが多いのでパ […]

1日で出来る自由研究のテーマ7選!中学1年生にオススメ|まとめ方について

中学1年生になって初めての夏休み、部活動に塾、夏休みの宿題とお友達と遊んだり・・と毎日忙しい日々を送っているお子様多いと思います。時間がかかる自由研究はどうしても後回しにしてしまいがちで、夏休みが終わる頃になって「自由研 […]

小学生の自由研究、今年は英語に挑戦!英語で自由研究おすすめ5選!

夏休みの自由研究は決まりましたか。毎年毎年ネタも尽きてきますよね。今年はいつもとちょっと違う自由研究にしたい!と考えてるお子様にオススメなのが英語を取り入れる自由研究です。小学校でも英語の学習が始まり、英語に興味のあるお […]

自由研究は塩と氷で!冷蔵庫を使わずにアイスを作ってみよう!シャーベットもできるよ!

今年の自由研究は冷たくて美味しいアイス&シャーベットを作ってみませんか?考えただけでも楽しい自由研究になりそうですね!しかし、ただアイスを作るのでは自由研究になりません。そこで冷蔵庫を使用せずにアイスを作る実験に挑戦して […]

自由研究のテーマ選びに役立つ東京都の人気イベント施設|絶対に外せない

夏休みになると、子どもたちは学校から自由研究や工作の課題を与えられます。自由研究のテーマですが、なかなか思い浮かばず、親子で頭を抱えてしまう・・なんてこともありますよね。そんな自由研究のテーマ選びで困った時に是非活用して […]

自由研究に雪の結晶の作り方教えます!キットもオススメ!

空から降ってくる雪は、顕微鏡やルーペで見ると宝石みたいにきれいな形をしています。その美しさから「雪の華」とも呼ばれるほどです。「雪の結晶」というと冬のイメージなので暑い夏休みの自由研究には結びつかないかもしれませんが、自 […]

自由研究!研究の目的と動機の違いは?書き方・まとめ方のコツを教えます!

自由研究とは自由な研究なので、漠然としすぎていて悩みますね。しかし最近では「自由研究キット」や本屋さんなどには「自由研究のコーナー」などが設置されてたりするので、自分が興味のあるテーマを探して決めても良いですね。興味のあ […]

自由研究!時間のない中学生におすすめの卵実験3選!

夏休み後半になり宿題に追われていませんか?中学生は部活動に学習塾にと本当に忙しですよね。しかし忙しくても宿題は容赦なく出されます。宿題はなんとか終わらせたけど、後に残ってしまった厄介なのが自由研究。実験をする時間もないし […]

中学3年生におすすめの自由研究テーマ11選|1日でできる簡単な実験など

中学3年生は高校受験前ということもあって、塾や宿題に忙しいこともありますが、部活動が終わってることが多く、1、2年生の時より自由研究の課題に余裕を持って取り込める夏休みかもしれません。高校受験の面接時の話題になることもあ […]

自由研究は水質調査!小学生と中学生におすすめの方法|水質調査キットも紹介します

夏休みの自由研究は水質調査に挑戦してみませんか。先日、小学4年生の娘も浄水処理場に社会科見学に行き、水がきれいになるしくみを学習してきました。川の水は生き物が住めるほどきれいなのか、すごく興味を持っていたので、今年の夏休 […]

自由研究のレポート|中学生におすすめの書き方・まとめ方教えます!

自由研究の実験が終わったらレポートを書かなければなりません。小学生の時とは違い、実験してこんなになりました!では終われないのが中学生です。実験内容よりもどうレポートをまとめているかを重要視される場合もあります。自由研究の […]

小学生6年生の自由研究におすすめの工作・理科・実験など10点を厳選

毎年夏休みの宿題で頭を悩ませるのが自由研究ですよね。小学6年生にとっては小学校生活最後の夏休みですね。今年の夏休みの自由研究は何をするか決まりましたか。長い夏休みを有効利用して6年生ならではの自由研究に取り組みましょう。 […]

自由研究!野菜やジュースからDNAを取り出す実験と方法!失敗しないコツとポイント!

自由研究は何をしようかと悩んでいませんか?中学生くらいになると、少しレベルアップした自由研究にしたいですよね。しかし忙しい中学生には時間がない。そんな中学生にオススメなのが「野菜やジュースからDNAを取り出す実験」です。 […]