夏の日、コップに氷を入れると、氷は水の上でぷかぷかとうかんでいます。ジュースやお茶を飲むとき、「どうして氷は沈まないの？」とふしぎに思ったことがある人も多いでしょう。
氷だけじゃなく、葉っぱやおふろの自分の体、ペットボトルやおもちゃなども「浮かぶ」「沈む」で違いがあります。今回は、小学生にもよくわかるように「氷が水に浮かぶ理由」と「浮力（ふりょく）」について、いろいろな身近な例や豆知識、簡単な実験も交えて、たっぷりやさしく説明します！
氷はなぜ水に浮かぶの？～水と氷と浮力のふしぎを探ろう～
水と氷の重さと「密度（みつど）」のひみつ
- 水は「液体」、氷は「固体」。
- 同じ大きさ（体積）なら、氷のほうが実は「軽い」んです。
- これは、水が氷になると「分子（ぶんし）」が広がって、すきまが増えるから。
- すきまが増えることで、氷は同じ重さでも大きくなる＝密度が低くなる！
- たとえば、1リットルの水をそのまま凍らせると、氷の体積は水のときよりも約9%大きくなるよ。
密度ってなに？どうやって考える？
- 密度は「ものの中身がどれだけぎゅうぎゅうにつまっているか」を表す言葉。
- 同じ大きさで重いもの＝密度が高い、軽いもの＝密度が低い。
- 氷は水よりも中身がスカスカだから、ぷかぷか浮かぶんだね。
- だから、氷は水より軽く感じるし、コップの中で沈まずに浮くんです。
浮力（ふりょく）とは？
- 「浮力」は水や空気が下からグッと押し上げる力のこと。
- 水の中に物を入れると、下から強い力で押されているんだよ。
- 浮力がその物の重さより大きいと浮かび、重さのほうが大きいと沈みます。
- 氷は密度が低くて軽いから、浮力の力で水の上に持ち上げられちゃう！
- これが「氷は水に浮かぶ」最大の理由。
浮力はどんなときに働いている？
- 氷だけでなく、葉っぱや木、プラスチックの容器、空のペットボトルも水に浮かびます。
- 石や鉄のかたまり、ビー玉、コインなどは水より重い（密度が高い）から沈んでしまうよ。
浮力のひみつを身近なもので実験してみよう！
実験① いろんなものを水に入れてくらべよう
- 消しゴム、ビー玉、葉っぱ、木片、プラスチックのスプーンやキャップ、ペットボトル、クリップ…など色々用意。
- 水の入ったボウルやバケツに一つずつ入れて、「浮かぶ」「沈む」「真ん中で止まる」など違いを観察。
- なぜそのものが浮くのか・沈むのか、密度や形・中に空気があるかも調べてみよう。
- まとめ表を作ると自由研究にもピッタリ！
実験② おふろやプールで体が軽く感じるワケ
- おふろで体がふわっと浮いたり、プールで簡単に浮き輪に乗れるのは、体にも浮力が働いているから！
- 特に浮き輪やビーチボールは中に空気がたくさん入っているので、すごく浮きやすい。
- 逆に体に重いおもり（ペットボトルに水をいっぱい入れたもの）を持つと、沈みやすくなる。
- 水の中でジャンプや手を広げて浮かぶ遊びも、浮力の体験になるよ。
実験③ ペットボトルと水で浮き沈み実験
- 空のペットボトルを水に入れると、空気がたくさんあるから必ず浮く！
- 水を半分くらい入れるとどうなる？だんだん沈みやすくなる。
- 水をぎっしり入れると沈む！…中に空気が多いと浮きやすい、というわけ。
- キャップを外してみたり、中にいろいろなものを入れて浮かぶ・沈むの変化も調べてみよう。
浮かぶ・沈むを応用したミニ工作
- スチロールトレーやペットボトル、割りばしなどを使って「自分だけの船」を作り、水に浮かべてみよう。
- どんな形だとよく浮かぶ？荷物を何個のせても沈まない船は作れる？
- 工夫や実験で、浮力の働きを自分で体感できる！
もっと知ろう！氷・水・浮力のふしぎ大研究
氷が水に浮かぶ科学的なしくみ
- 水が0℃になると、分子が規則正しくつながって六角形の形を作りながら凍ります。
- そのとき「すきま」がたくさんできるので、同じ量の水でも氷は大きくなる（体積が増える）。
- このため、氷は水よりも軽くなり、水の中で浮かぶのです。
- ふだん飲んでいる氷入りの水も、このしくみで氷が上に浮いている！
地球や自然界で役立つ「氷が浮かぶ」ふしぎ
- 湖や川、池や海なども、冬になると表面に氷がはります。
- 氷は水に浮かぶから、水の中の魚やカエル、小さな生き物たちは凍らずに冬をこせる！
- もし氷が沈んでしまったら、湖の底まで全部凍ってしまって生き物が生きられないんだよ。
- 南極や北極の大きな氷も、海の上にうかんでいるから地球の気温や生き物を守っている。
塩水と真水で「浮き方」をくらべてみよう
- 水に塩を入れてよくまぜると、塩水のほうが「密度」が高くなります。
- 卵を真水に入れると沈みますが、塩水に入れると浮かぶよ！
- 海に浮かぶ木や生き物、プールでうく感じも密度や浮力と関係あり。
「浮かぶ」「沈む」を使った遊びや自由研究のアイデア
- おもちゃや紙の舟、色々な素材で「沈む・浮かぶ」を比べたり、船を作って浮かべてみたり。
- おふろやバケツ、ペットボトルで簡単にできるので、ぜひ家族や友だちと挑戦してみよう。
- 理科の自由研究や観察日記にもバッチリ！まとめ表を作ろう。
氷や浮力のまとめ・Q&A
| 質問 | 答え |
|---|---|
| 氷はなぜ水に浮かぶの？ | 水よりも密度が低くて軽いから。浮力の力で水面にうかんでいる。 |
| 密度ってなに？ | 同じ大きさでどれだけ重いか・軽いか、中身がぎゅうぎゅうかスカスカかを表す言葉。 |
| 浮力はどうして生まれるの？ | 水や空気が下から押し上げる力。ものを浮かせる自然のパワー。 |
| 氷が沈まないとどうなる？ | 湖や川、海の底まで凍って生き物が住めなくなる。地球の気温や環境も変わってしまう。 |
| どんなものが浮かぶの？ | 水より密度が低いもの（葉っぱ、木、プラスチック、空のペットボトル、氷など）。 |
| どんなものが沈むの？ | 水より密度が高いもの（石、鉄、ビー玉、コイン、水をたくさん入れたペットボトルなど）。 |
| 塩水と真水で浮き方は変わる？ | 塩水のほうが密度が高いので、物が浮きやすくなる。卵も塩水なら浮く！ |
| おふろやプールで体が浮くのはなぜ？ | 人の体にも浮力が働くから。空気をいっぱい吸うともっと浮きやすいよ。 |
【まとめ】
氷が水に浮かぶのは、氷が水より「密度」が低く、重さが軽いからです。そして水の中では、浮力という下から押し上げる力が働きます。この二つのルールで氷はぷかぷかと水の上に浮かびます。氷だけでなく、色々な物で「浮かぶ」「沈む」を比べると、密度や浮力の大切さがよくわかります。
湖や川の生き物が守られるのも氷が浮かぶおかげ。ぜひおうちや学校で実験し、身近な「浮力のひみつ」をいっぱい見つけてください！楽しい実験や発見を通して、自然のルールや科学の面白さを感じてみましょう！
