灯油ポンプを使って
心臓の働きを実感

対象等

小学校、中学、高校

目的

・ 灯油ポンプを使って水を送り、心臓の働きを実感する

準備

灯油ポンプ、水槽、ポリタンク(3〜5L)、ストップウォッチ、計量計り

使用材料

ありません

実験場所

理科講義室、化学実験室、生物実験室

方法

@ 水槽に半分程度水を入れ、これを血液の代わりとする。

A 配布された空のポリタンクの重さを測定する。

B 灯油ポンプの一端を水槽内の水に入れ、もう一方をポリタンク内に入れる。

C 心臓は1分間に約60回拍動する。一人がストップウオッチを持ち、1、2、3と30まで数え、もう一人がその間に1回ずつポンプを押す。

D 30回(30秒)で終了し、水のたまったポリタンクの重量を測定する。この重量と最初に計った重さの差が、30秒で送り出した血液量になる。
  (全員が1回ずつ行う)

E この重さの差を2倍した値が、1分間に送り出すことが出来た血液の量になる。

F 実際の心臓は1分間に最低4000(mL)以上の血液を送っている。この数値と自分の測定値を比較し、手の感触と共にまとめなさい。

G 走ったりすると心臓は1分間に120回程度拍動する。@からEの実験で最も多く水を送った人がポンプを持ち、もう一人がストップウォッチを押して、1秒間に2回、合計60回ポンプを押す。
  (結構タイミングが難しいので、事前に水なしで練習する。時間は30秒間)

H 終了後、ポリタンクの重さを計り、送った水の量を求め、最初の重さを引き算し、その値を2倍する。

実験場の注意点

・ 特にありません。机の周囲が水浸しになる可能性があります

結果

・ 1分間やってもいいのですが、疲れます。またポリタンクの容量も大きなものが必要になります。

・ 普通にやってだいたい3000(mL)程度の水を送ることが出来ます。

・ 1秒に2回やっても、今度は1回の押す量が減りますので、送れる水の量は4000〜5000(mL)程度にしかなりません。

・ 実験そのものは20分程度で終わってしまいますので、後半は次回説明する「ルミノール反応」の実験を行いました。

・ 灯油ポンプをつぶす部分が、簡単には跳ね戻らないのが欠点ですね。ただ生徒はこれで心臓の動きが大変だと言うことを実感したように思います。

考察、応用

・ 特にありません

生徒さんへ

・ 心臓が毎日どれほどの負担を強いられているのかを実感してください



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