〈第 29 回 山﨑賞〉

７ パラシュートの落ち方調べ
静岡市立葵小学校
3 年 吉村 健吾
１ 研究の動機
浜松にはやぶさ展を見に行った時、はやぶさのカプセルは宇宙からパラシュートで落ちてきたが、そのパラシュートの形が十字形をしていたと知ってふしぎに思った。静岡自然を学ぶ会のワークシ
ョップに参加した時、パラシュートの形によって空気のつぶがぶつかってじゃまをする力がちがうから落ちるはやさが変わることを聞いたので、自分で作って調べてみることにした。
２ 研究の目的
パラシュートで安全に着地するために、ぐらぐらしないでゆっくり地面に落ちるパラシュートを作ることにした。パラシュートの形、大きさ、ひもの長さ、おもりの数を変えて、落下時間と落下場所を調べることにした。
ひもの長さ L（cm）
３ 研究の方法(1) パラシュートの作り方
パラシュートのかさはビニール袋で、ひもはタコ
おもり
糸、おもりはクリップにした。かさの大きさは図１
パラシュートの大きさℓ（cm）のようにかさの中心からの長さℓ（cm）、ひもの長さは L(cm)とした。
図１ パラシュートの大きさℓとひもの長さ L(2) 測定方法
風のえいきょうを受けないように室内で測定をした。落下場所は、写真1 のようなシートを作って A 〜 F 点のどこに落ちたか調べた。落下時間は手をはなした時からおもりが紙についた時までとして、10 回測定した平きん落下時間を調べた。
４ 研究の内容とわかったこと(1) 実験１ア 内容

写真１ 測定方法

パラシュートの形（円形,八角形,六角形,四角形,三角形,十字形）を変えて落下場所と落下時間を調べた。
（ひもの長さ L = 50 cm、大きさ ℓ = 30 cm、おもり１個の時）
イ 結果は実験２の結果と一緒に比較(2) 実験２ア 内容
図２ 大きさを変えたパラ
パラシュートの大きさを変えてℓ = 20 cm,ℓ = 10 cm
シュートの形と落下時間との時のいろいろなパラシュートの形（円形,八角形,六角形,の関係
四角形,三角形,十字形）で落下場所と落下時間を調べた。
（ひもの長さ L = 50cm、おもり１個の時）
イ 実験１，２からわかったこと
図２より形については、どの大きさも八角形が 1 番落下時間が長かった。あとは角の数が少なくなるほど落下時間が短くなった。円形は１番落下時間が長くなる予想だったけど、角もなくて、つけたひもの数が多くて広がりにくいから、落下時間が短くなったと考えた。
'4''00'3''50

落下時間'3''00'2''50ℓ=30ℓ＝20ℓ＝10'2''00'1''50'1''00'''50'''

円形

八角形

六角形
四角形
パラシュートの形

三角形

十字形

6877566

325

円形
八角形
六角形
四角形
三角形
十字形

543

落
下
回数

円形
八角形
六角形
四角形
三角形
十字形

落
下
回数（回）

落下
回数

4

円形
八角形
六角形
四角形
三角形
十字形

432211100A

BC
D
落下場所

EF

0A

BC

DE

FA

BC

落下場所

図３ ℓ = 30 cm のいろんな形と落下場所の関係

DEF

落下場所

図５ ℓ = 10 cm のいろんな形と落下場所の関係

図４ ℓ = 20 cm のいろんな形と落下場所の関係

大きさは、円形以外の全部の形が、パラシュートが小さくなるほど落下時間が短くなったから、空気をたくさんためられる大きなパラシュートの方が落下時間は長くなると考えた。また、パラシ
ュートの大きさが小さくなるほど、形のちがいによる落下時間のちがいが小さくなることがわかった。落下場所は、図３,図４,図５より、どの大きさの時も三角形（●）のパラシュートが近くに落ちる回数が多かったことから、空気をためにくい形は、落とした場所のすぐ近くに落ちると考えた。
形と落下場所との関係はほかには見つからなかった。大きさと落下場所の関係は、大きなℓ = 30 cmの時よりℓ = 20 cm の時の方が遠くにふんわりと落ちたことから、パラシュートの形や大きさ以外のちがいによっても変わるかもしれないと考えて、もっと調べることにした。
(3)実験３ア 内容
おもりの数を４こに増やして、実験(1)と同じようにいろいろなパラシュートの形（円形,八角形,六角形,四角形,三角形,十字形）で落下場所と落下時間を調べた。
（ひもの長さ L = 50 cm,大きさ ℓ =30 cm の時）
イ 結果'4''00

6'3''50

54'2''50
おもり１こ
おもり４こ

'2''00'1''50

落
下回数

落下時間（秒）'3''00
円形
八角形
六角形
四角形
三角形
十字形

32'1''00
1'''50'''

0

円形

八角形

六角形
四角形
パラシュートの形

三角形

十字形

AB

CDEF

落下場所

図６ おもりの数を変えたパラシュー 図７ ℓ = 30 cm のいろんな形と落下
トの形と落下時間との関係
場所の関係（おもりの数 4 個）
ウ 実験３からわかったこと図６より、どの大きさもおもり４この方が落下時間は短くなった。
おもりが１この時と空気のつかまえ方は同じだけど、おもりが多いと下に落ちようとする力が強くなると考えた。また、図７は図３とくらべると、一つの場所にまとまって落ちる回数が増えたから、おもりの数が多い方が安定して落ちると考えた。そこで、大きさとおもりの重 写真２ 比べたパさとの関係を調べることにした。
ラシュート
実験３の追加実験
表１ 実験３の追加実験結果
おもり 1 こおもり４こ
写真２のように、おもり１このパラシュートとおも大きさ１倍
大きさ４倍
り４こでパラシュートの大きさの４倍のパラシュートを作って落下時間をくらべてみたところ、表１のよう平均落下時間'1''19'1''18に落下時間はほぼ同じになったから、落下時間はパラシュートの大きさとおもりの数のバランスで決まると考えた。
(4) 実験４
ア 内容
八角形のパラシュートで、ひもの長さを L = 20 cm,30 cm,40 cm と変えて、パラシュートの大きさℓ = 30 cm,20 cm ,10 cm の時の落下場所と落下時間を調べた。

イ 結果'4''00
128'3''50

710'3''00'2''00'1''508

落下回数（回）ℓ＝30ℓ＝20ℓ＝10落下回数（回）L＝50cm
L＝40cm
L＝30cm
L＝20cm64

5

L＝50cm
L＝40cm
L＝30cm
L＝20cm4
3'1''00

22'''50

100'''
2030
40
ひもの長さL（cm）

50

図８ 八角形のパラシュートのひもの長さ L と落下時間との関係

AB

CD

EA

FB

C

図９ ℓ = 30 cm の八角形のパラシュートのひもの長さ
L と落下場所との関係

DEF

落下場所

落下場所

図 10 ℓ = 20 cm の八角形のパラシュートのひもの長さ
L と落下場所との関係

ウ 実験４からわかったこと大きさℓ = 30 cm の時、ひもの長さ L が短くなると落下時間も短くなったので、ひもが短くなるほど早く落（a）ちると予想したが、図８から、落下時間は、大きさとひもの長さのバランスによって決まると考えた。
予想通り
図 11 ℓ = 10 cm の八角形のにならなかった組み合わせは、大きさ ℓ ＝ 20 cm,ひもパラシュートのひもの長さの長さ L ＝ 30 〜 50 cm とℓ = 10 cm,L = 20 〜 50 cm
L と落下場所との関係の時だった。このことから、図 12 のようにパラシューひもの長さ L(cm)
ト全部の大きさ (ℓ＋ℓ）とひもの長さ L が同じくらいの長さになる時に、ゆっくり落下するのではないかと考えた。
落下場所については、図９,図 10,図 11 をくらべると、パラシュート全部の大きさℓ＋ℓ（cm）同じ大きさならば、ひもの長さを変えても同じような場所に落ちることがわかった。
しかし図９ 〜 図 11 のグ 図 12 パラシュートの大きさとラフの形が違ったので、落下場所はひもの長さ L よりパひもの長さラシュートの大きさで決まると考えた。ただ、ひもの長さ L が短くなると、落下する時におもりがぐる(a)（a）（b）
ぐる回ったり、左右にゆれたので、その理由を調べ6ることにした。
cm
実験４の追加実験
図 13 のようなもけいを作って、写真３のようにゆら(b)して、ゆれる速さをくらべてみたところ、表２のよう
写真３
10な結果となり、(a)の方が速くゆれたから、ぐるぐるま測定方法cm
わったり、左右にゆれるようになったのは、ひもが短くなったせいだと考えた。
５ これからの研究
図 13 もけい
今回はビニールでパラシュートを作ったけど、今度は表２ 実験４の追加実験結果
いろんな材料でパラシュートを作ってくらべてみたい。
（a）(b)
また、人が使うパラシュートには、あながあいている事を知ったので、あなの場所を変えて実験してみたい。 10 回のゆれにかかっ
00'03''40 00'04''25
６ 感想
た時間（秒）
はじめて自由研究をやった。風をうけないように、まどを閉めてエアコンもせんぷうきもつけないで実験をやったのであつくて大変だった。実験の前に予想してから実験をしてかくにんするのが楽しかった。
65

落下回数（回）

落下時間（秒）6'2''504

L＝50cm
L＝40cm
L＝30cm
L＝20cm

32
10

A

BCD

落下場所

７ 参考図書 理論社 NHK やってみようなんでも実験第 4 集後藤道夫監修

EF