空気は見えないけどある？圧力と風のひみつを楽しく学ぼう

空気は見えないのに本当にある？空気が場所をとる性質、圧力や気圧の意味、風が吹く仕組みを小中学生向けに解説します。風船や紙コップ、うちわを使った実験、飛行機や天気予報との関係も図表で楽しく学べます。

空気は目に見えないのに、どうして「ある」と分かるのでしょうか。風船がふくらむ、木の葉が揺れる、ストローで飲み物が飲めるといった身近な現象には、空気の体積や圧力、風の力が関係しています。この記事では、空気が場所をとる性質や押されると縮む仕組み、気温と気圧の違いから風が生まれる理由を、小中学生にも分かりやすく解説します。家庭で試せる簡単な実験も紹介するので、目に見えない空気の存在と働きを、自分の目と手で確かめてみましょう。

空気は見えないけど本当にあるの？

空気は透明なので、目で直接見ることはできません。そのため、「本当に何かあるの？」と不思議に思うかもしれませんね。

しかし、空気は私たちのまわりにいつも存在しています。教室の中にも、家の中にも、外にもあり、何も入っていないように見える箱やコップの中にも空気が入っています。

空気があることは、風船をふくらませたり、水の中で泡を出したりすることで確かめられます。また、空気には場所をとる性質や、ものを押す力もあります。

まずは、見えない空気がどのようなものなのか、身近な例を使って確かめてみましょう。

空気が見えない理由

空気が見えないのは、空気が透明で、光をほとんど通すからです。

私たちがものを見ることができるのは、太陽や電灯の光がものに当たり、その光が目に届くためです。机や本、鉛筆などには色があり、光を反射するため、その形を見ることができます。

一方、空気そのものは透明なので、ふつうは形や色を見ることができません。しかし、見えないからといって、何もないわけではありません。

例えば、透明なガラスも、遠くから見ると気づかないことがあります。それでも、触ってみればガラスがあることが分かりますね。空気も同じように、目では見えなくても、動きや力によって存在を確かめられます。

空気そのものではなく、空気の動きが見える

風が吹くと、次のような変化が起こります。

• 木の葉や旗が揺れる
• 髪の毛がなびく
• カーテンが動く
• 風車が回る
• 水面に波ができる

風とは、空気が移動することです。つまり、木の葉やカーテンの動きを観察すれば、目に見えない空気が動いていることが分かります。

空気が見えるように感じるしくみ

空気そのもの
　↓
透明なので目では見えない
　↓
空気が移動する
　↓
木の葉・旗・カーテンなどが動く
　↓
空気の存在や動きが分かる

空気は見えませんが、まわりのものに起こる変化を観察することで、その存在を感じられるのです。

空気はどこにでもある

空気は、私たちの生活する場所のほとんどにあります。

外だけでなく、家の中や教室、冷蔵庫の中、引き出しの中などにも空気があります。また、空っぽに見えるペットボトルやコップの中にも空気が入っています。

例えば、何も入っていないように見える風船をふくらませると、風船が大きくなります。これは、息と一緒に送り込んだ空気が風船の中にたまり、場所をとるためです。

空気が入っている身近なもの

身近なもの	空気がしている働き
風船	中に空気が入り、ふくらむ
ボール	空気が内側から押し、丸い形を保つ
自転車のタイヤ	空気が入ることで、重さを支える
浮き輪	空気が入ることで、水に浮きやすくなる
エアマット	空気がクッションの役目をする
袋菓子の袋	中の空気などが、お菓子を衝撃から守る

ボールやタイヤ、浮き輪などでは、空気が閉じ込められています。閉じ込められた空気を押すと、空気の体積が小さくなり、押し返す力が強くなる性質があります。学校の理科でも、空気鉄砲などを使って、この性質を調べます。

空っぽのコップにも空気がある

机の上に置いてあるコップを見ると、中には何も入っていないように見えます。しかし、実際にはコップの中に空気が入っています。

コップの中に水が入っていないからといって、本当に空っぽとは限りません。

水が入っていないコップ
　　　　↓
何もないように見える
　　　　↓
実際には空気が入っている

この空気の存在は、コップを使った実験で確かめられます。

空気は地球のまわりにもある

地球のまわりを包んでいる空気の層を「大気」といいます。

大気には重さがあり、地面や私たちの体を押しています。この空気が押す力を「気圧」または「大気圧」と呼びます。気象庁も、気圧を上空まで続く空気が地面を押す力として説明しています。

ただし、空気は地球上のどこにでも同じ量があるわけではありません。高い山へ行くほど空気は薄くなり、地上から遠く離れた宇宙空間では、空気はほとんどなくなります。

空気があることを確かめる方法

空気は見えませんが、簡単な実験をすると、確かに存在していることが分かります。

ここでは、家庭でも試しやすい3つの方法を紹介します。

実験1｜水の中にコップを逆さまに入れてみよう

用意するもの

• 透明なコップ
• 水を入れた洗面器やボウル
• 乾いたティッシュペーパー

実験方法

1. ティッシュペーパーを丸めて、コップの底に押し込みます。
2. コップの口を下に向けます。
3. コップを傾けないようにして、まっすぐ水の中へ入れます。
4. コップを取り出し、ティッシュペーパーを触ります。

予想される結果

ティッシュペーパーは、ほとんどぬれません。

これは、コップの中に入っていた空気が場所をとり、水が中へ入るのを防いだからです。

【図解】コップの中へ水が入らない理由

逆さまのコップ
┌─────────┐
│ ティッシュ    │
│               │
│     空気       │
└─────┬───┘
      水面

空気が場所をとっている
　　　　↓
水がコップの奥まで入れない
　　　　↓
ティッシュがぬれにくい

次に、水の中でコップを少し傾けてみましょう。コップの中から泡が出て、その代わりに水が入ります。

この泡は、コップの中から外へ出ていった空気です。水中で泡を観察する方法は、学校の理科でも空気の存在を確かめる実験として使われています。

実験2｜ペットボトルを押してみよう

用意するもの

• 空のペットボトル
• ふた

実験方法

1. ペットボトルのふたを開けた状態で、横から押します。
2. 次に、ふたをしっかり閉めてから押します。
3. 押したときの固さを比べます。

予想される結果

ふたを開けていると、空気が外へ逃げるため、ペットボトルを押しつぶしやすくなります。

ふたを閉めると、中の空気が逃げにくくなり、強く押しても元に戻ろうとします。これは、閉じ込められた空気が押し縮められ、内側から押し返すためです。

ペットボトルの状態	空気の動き	押したときの様子
ふたが開いている	空気が外へ逃げる	つぶれやすい
ふたが閉じている	空気が閉じ込められる	押し返す力を感じる

※強く押しすぎたり、傷のあるペットボトルを使ったりしないでください。

実験3｜ビニール袋で空気を捕まえよう

用意するもの

• 大きめのビニール袋

実験方法

1. ビニール袋の口を大きく開きます。
2. 袋を空中で動かし、空気を中に入れます。
3. 袋の口を手で閉じます。
4. 袋を両手でゆっくり押します。

予想される結果

袋がふくらみ、押すと弾力を感じます。

袋の中には空気が入り、その空気が場所をとっています。袋を押すと、中の空気が押し縮められ、手を押し返します。

実験結果のまとめ表

実験	観察できること	分かる空気の性質
逆さまのコップ	水がコップの中へ入りにくい	空気は場所をとる
コップを傾ける	水中に泡が出る	空気は外へ移動する
ペットボトルを押す	中の空気が押し返す	空気は押されると縮む
ビニール袋をふくらませる	袋がふくらむ	空気には体積がある
風船に息を入れる	風船が大きくなる	空気が中にたまる

実験するときの注意点

• 水を使う実験は、ぬれてもよい場所で行いましょう。
• ガラスのコップではなく、できるだけ透明なプラスチック製を使いましょう。
• ペットボトルや袋を顔に近づけすぎないようにしましょう。
• 小学生は、できるだけ大人と一緒に実験しましょう。
• 結果だけでなく、実験前の予想もノートに書きましょう。

この章で覚えておきたいポイント

• 空気は透明なので、目で直接見ることはできません。
• 空気は、屋外だけでなく部屋や容器の中にもあります。
• 空気は場所をとり、閉じ込めると押し返す力が生まれます。
• 水中の泡や、風で動く木の葉などから空気の存在を確認できます。
• 地球を包む空気には重さがあり、地面やものを押しています。

空気にはどんな性質があるの？

空気は目に見えませんが、何もないわけではありません。空気には体積があり、場所をとる性質があります。また、閉じ込めた空気に力を加えると小さく縮み、手を離すと元の大きさに戻ろうとします。

さらに、空気は温度によって体積が変化します。一般に、自由にふくらむことができる状態では、温めると体積が大きくなり、冷やすと体積が小さくなります。これらは、小学校の理科でも学ぶ空気の基本的な性質です。

空気の性質は、風船、タイヤ、ボール、ポンプなど、身近な道具にも利用されています。ここからは、空気の体積や圧力がどのように変化するのかを、具体例と一緒に見ていきましょう。

空気は場所をとる

何も入っていないように見えるコップやペットボトルの中にも、空気が入っています。

空気には体積があるため、空気が入っている場所へ、別のものが同時にそのまま入り込むことはできません。この性質を「空気は場所をとる」と表現します。

身近な例で考えてみよう

風船に息を吹き込むと、だんだん大きくなりますね。これは、風船の中に送り込まれた空気が場所をとり、ゴムを内側から広げるためです。

同じように、次のようなものにも空気が入っています。

• サッカーボール
• 自転車や自動車のタイヤ
• 浮き輪
• エアマット
• 空気枕
• 緩衝材のエアクッション

これらは、空気が一定の空間を占める性質を利用しています。

【図解】風船がふくらむしくみ

風船に息を入れる
　　　↓
風船の中の空気が増える
　　　↓
空気が場所をとる
　　　↓
ゴムが内側から押し広げられる
　　　↓
風船が大きくなる

空気が場所をとることを確かめる観察

透明な空のペットボトルを水の中へ逆さまに入れてみましょう。ペットボトルをまっすぐ入れると、中に空気が残っているため、水は奥まで入りません。

水中でペットボトルを傾けると、空気が泡になって外へ出ます。その空いた場所へ水が入っていきます。

つまり、次のような入れ替わりが起こっています。

ペットボトルの状態	空気の動き	水の入り方
逆さまにしてまっすぐ入れる	空気が中に残る	水は奥まで入りにくい
水中で少し傾ける	空気が泡になって出る	空いた場所に水が入る
空気がほとんど出た後	中の空間が水に置き換わる	水が多く入る

この観察から、空気が見えなくても、容器の中で場所をとっていることが分かります。

覚えておきたいポイント

• 空気には体積があります。
• 空のように見える容器にも、空気が入っています。
• 空気が入っている場所には、水などがそのまま同時に入ることはできません。
• 空気が外へ出ると、その場所へ水が入ります。

空気は押されると縮む

空気は、外から力を加えられると体積が小さくなります。これを、空気が「圧縮される」といいます。

ただし、どこまでも簡単に縮むわけではありません。空気を強く押し縮めるほど、空気が押し返す力も大きくなります。学校の理科では、筒や注射器に空気を閉じ込めて押す実験などで、この性質を確かめます。

注射器を使って考えてみよう

針の付いていない注射器の先を指やゴム栓でふさぎ、押し棒をゆっくり押すと、中の空気の体積が小さくなります。

しかし、奥へ押すほど手応えが強くなります。これは、縮められた空気が押し棒を押し返しているためです。

押す前

┌────────────┐
│      空気が広がっている      │
└────────────┘

　　　　　↓ 押す

押した後

┌──────┐
│ 圧縮された空気 │
└──────┘

体積が小さくなり、押し返す力が強くなる

空気を押したときの変化

押し方	空気の体積	押し返す力
押していない	大きい	小さい
少し押す	少し小さくなる	少し強くなる
強く押す	さらに小さくなる	さらに強くなる

空気の量が急になくなったわけではありません。同じ空気が、より狭い空間に閉じ込められているのです。

空気は縮むが、水はほとんど縮まない

同じ注射器でも、中に水を入れて先をふさぐと、空気のときほど簡単には押せません。

空気は粒と粒の間に広いすき間があるため、外から押すと体積を小さくできます。一方、水は粒同士が空気より近く、通常の力では体積がほとんど変わりません。

比べるもの	押したときの体積	特徴
空気	小さくなる	圧縮しやすい
水	ほとんど変わらない	圧縮しにくい

空気の圧縮を利用したもの

空気が縮み、押し返す性質は、さまざまな道具に利用されています。

• 自転車の空気入れ
• タイヤ
• ボール
• 空気鉄砲
• エアクッション
• 空気ばね
• 工場などで使われる空気圧機械

例えば、自転車の空気入れでは、ハンドルを押すことで筒の中の空気を圧縮し、タイヤへ送り込みます。タイヤの中に入った空気は内側からゴムを押し、車体や乗る人の重さを支えます。

実験するときの注意

• 注射器は、針の付いていない実験用のものを使いましょう。
• 注射器の先を人の顔に向けないようにしましょう。
• 強く押しすぎると栓などが飛ぶことがあるため注意しましょう。
• 小学生は、大人や先生と一緒に実験しましょう。
• ガラス製ではなく、安全なプラスチック製の器具を使いましょう。

覚えておきたいポイント

• 閉じ込めた空気は、押されると体積が小さくなります。
• 空気を押し縮めることを圧縮といいます。
• 強く縮めるほど、空気が押し返す力は大きくなります。
• 水は空気と比べると、ほとんど縮みません。
• 圧縮された空気は、タイヤやポンプなどに利用されています。

温めるとふくらみ冷やすと縮む

空気には、温度が変わると体積も変化する性質があります。

一般に、空気を温めると体積が大きくなり、冷やすと体積が小さくなります。小学校理科の教材でも、容器に入った空気を温めたり冷やしたりして、体積の変化を観察します。

温めた空気がふくらむ理由

空気は、窒素や酸素などのとても小さな粒からできています。

空気を温めると、その粒の動きが活発になります。自由に広がれる状態では、粒同士の間隔が広がり、空気全体の体積が大きくなります。

反対に、冷やすと粒の動きがゆるやかになり、自由に縮める状態では、空気の体積が小さくなります。

【図解】温度と空気の体積

冷たい空気
● ● ● ●
粒の動きがゆるやか
体積が小さくなりやすい

　　　↓ 温める

温かい空気
●   ●    ●   ●
粒の動きが活発になる
体積が大きくなりやすい

※粒そのものが大きくなるわけではありません。粒の動き方や、粒同士の間隔が変わります。

ペットボトルと風船で確かめる実験

ペットボトルの口に風船を取り付け、温かいお湯と冷たい水を使うと、空気の体積変化を観察できます。

用意するもの

• 空のペットボトル
• 風船
• 温かいお湯を入れたボウル
• 冷たい水を入れたボウル

実験方法

1. ペットボトルの口に風船を取り付けます。
2. ペットボトルを温かいお湯につけます。
3. 風船の変化を観察します。
4. 次に、ペットボトルを冷たい水につけます。
5. 風船がどう変わるかを比べます。

予想される結果

温かいお湯につけると、ペットボトルの中の空気が温められ、風船が少しふくらみます。

冷たい水につけると、空気の体積が小さくなり、風船もしぼんでいきます。

ペットボトルの状態	中の空気	風船の変化
温かいお湯につける	温められて体積が大きくなる	ふくらむ
冷たい水につける	冷やされて体積が小さくなる	しぼむ

実験で気をつけたいこと

• 熱湯は使わず、手で触れられる程度の温かいお湯を使いましょう。
• ペットボトルに熱湯を直接入れないようにしましょう。
• 容器を急に熱したり冷やしたりしないようにしましょう。
• 実験は、大人や先生と一緒に行いましょう。
• 実験前に、風船がどうなるか予想してみましょう。

「温めると必ず容器がふくらむ」とは限らない

ここで注意したいのは、空気を入れた容器の状態です。

風船のように形を変えられる容器では、空気を温めると容器がふくらみ、体積が大きくなります。

しかし、硬くて形が変わらない密閉容器では、空気の体積を簡単に大きくできません。その場合は、空気が容器の内側を押す力、つまり圧力が高くなります。

容器の種類	温めたときに起こりやすい変化
風船など柔らかい容器	空気の体積が増え、容器がふくらむ
口が開いた容器	温められた空気の一部が外へ出る
硬い密閉容器	体積は変わりにくく、内部の圧力が高まる

そのため、スプレー缶や密閉された容器を火の近くへ置くのは大変危険です。空気や気体を閉じ込めた容器を、実験で強く加熱してはいけません。

暮らしの中で見られる例

空気の温度と体積の関係は、暮らしの中でも見つけられます。

• 暑い場所では風船がふくらみやすくなる
• 冷たい場所では風船やボールが少ししぼんだように見える
• ペットボトルを冷やすとへこむことがある
• 温められた空気を利用して熱気球が浮かぶ
• 日なたに置いたタイヤでは内部の圧力が変化することがある

ただし、実際の変化には、容器の柔らかさ、空気の量、外側の気圧、温度差なども関係します。

空気の性質まとめ表

空気の性質	起こる変化	身近な例
場所をとる	容器の中の一定の空間を占める	風船、浮き輪
押されると縮む	体積が小さくなる	注射器、空気入れ
縮むと押し返す	圧力が高まり、反発する	タイヤ、ボール
温めると体積が増える	柔らかい容器などがふくらむ	風船、熱気球
冷やすと体積が減る	容器や風船がしぼむ	冷やしたペットボトル

この章で覚えておきたい重要ポイント

• 空気には体積があり、場所をとります。
• 閉じ込めた空気は、押されると縮みます。
• 空気を強く縮めるほど、押し返す力が大きくなります。
• 自由に体積を変えられる空気は、温めるとふくらみ、冷やすと縮みます。
• 硬い密閉容器では、温めると体積ではなく圧力が大きくなることがあります。
• 空気の性質は、風船、タイヤ、ポンプなどに利用されています。

空気の圧力って何だろう？

前の章では、空気には「場所をとる」「押されると縮む」「温めるとふくらむ」という性質があることを学びました。

では、空気が私たちや物を押している力は何と呼ばれるのでしょうか。

その力を**「圧力（あつりょく）」**といいます。

圧力は空気だけでなく、水や机、地面など、さまざまなものにも関係しています。空気の圧力を理解すると、風船がふくらむ理由や、ストローでジュースが飲める仕組み、天気の変化なども分かりやすくなります。

ここでは、圧力の意味や空気の重さ、私たちの生活にある圧力の例を見ていきましょう。

圧力とは押す力のこと

圧力とは、物を押す力がある広さにかかる大きさのことです。

例えば、同じ力で押しても、押す面積が小さいほど強く押され、大きいほど力が分散されます。

身近な例で考えてみましょう。

画びょうを押すとき

画びょうの頭は広く、先はとても細くなっています。

頭の部分を指で押してもあまり痛くありませんが、細い先端には力が集中するため、紙や板に入りやすくなります。

スキー板と長靴の違い

雪の上を歩くとき、長靴だけでは雪に沈みやすくなります。

一方、スキー板は足の裏よりも広いため、体重が広い面に分散され、雪に沈みにくくなります。

【図解】面積による圧力の違い

同じ力で押す場合

広い面
┌────────┐
│        ↓        │
└────────┘
力が広く分かれる
↓
圧力は小さい

──────────────

細い面
    ↓
    │
    │
力が一点に集まる
↓
圧力は大きい

圧力の例

場面	圧力の大きさ
スキー板	小さい
長靴	大きい
画びょうの頭	小さい
画びょうの先	大きい
ナイフの刃	大きい
平らな板	小さい

覚えておきたいポイント

• 圧力とは物を押す力の大きさです。
• 同じ力でも、押す面積によって圧力は変わります。
• 面積が小さいほど圧力は大きくなります。
• 面積が広いほど圧力は小さくなります。

空気にも重さがある

空気はとても軽いため、普段は重さを感じません。

しかし、空気にも重さがあり、地球の重力によって地面の方向へ引っ張られています。

地球のまわりには「大気」と呼ばれる空気の層が何十キロメートルも広がっています。この大気全体の重さによって、地面や私たちの体はいつも押されています。

この空気が押す力を**「気圧（きあつ）」または「大気圧（たいきあつ）」**といいます。気象庁でも、気圧を「空気の重さによって生まれる力」と説明しています。

私たちはいつも空気に押されている

実は、私たちの体は24時間ずっと空気に押されています。

しかし、体の中からも同じように押し返す力があるため、普段は何も感じません。

【図解】大気圧のイメージ

      空気の層
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓

────────────
      人
────────────

空気が上・横・下から
押している

空気の重さを感じる実験

コップいっぱいに水を入れ、厚紙でふたをして逆さまにすると、水が落ちにくくなります。

これは、外側から空気が厚紙を押しているためです。

また、ストローでジュースを飲めるのも、口の中の圧力が下がることで、外側の空気が飲み物を押し上げているからです。

空気の重さに関するポイント

• 空気にも重さがあります。
• 地球の重力によって空気は地面へ引かれています。
• 空気の重さが生み出す力を気圧といいます。
• 私たちは毎日、大気圧を受けながら生活しています。
• 天気予報でも気圧は重要な情報です。

身近な圧力の例を見てみよう

圧力は、私たちの生活の中で毎日のように利用されています。

普段は気づきませんが、多くの道具が空気の圧力を利用しています。

ストロー

ストローで吸うと、口の中の空気が少なくなります。

すると、外側の空気が飲み物を押し上げるため、ジュースが口まで届きます。

自転車のタイヤ

タイヤの中には圧縮された空気が入っています。

空気の圧力によってタイヤがしっかりふくらみ、自転車や乗る人の重さを支えています。

吸盤

吸盤を壁へ押し付けると、中の空気が少なくなります。

すると、外側の空気が吸盤を強く押し付けるため、壁にくっつきます。

注射器

針を付けていない注射器で押し棒を引くと、中の空気が少なくなります。

外側の空気の圧力によって、水などが中へ入りやすくなります。

身近な圧力の利用例

身近なもの	圧力が働く仕組み
ストロー	空気が飲み物を押し上げる
自転車のタイヤ	圧縮した空気が支える
吸盤	外側の空気が押し付ける
空気入れ	空気を圧縮して送り込む
ボール	空気の圧力で形を保つ
スプレー缶	中の圧力で中身が出る

家でできる簡単な観察

コップに水を入れ、ストローを差して飲んでみましょう。

「自分が飲み物を吸い上げている」と思いがちですが、実際には外側の空気が飲み物を押し上げています。

このように、空気の圧力は目に見えませんが、生活のあちこちで働いています。

圧力を学ぶと分かること

圧力を理解すると、次のようなことが説明できるようになります。

• ストローで飲み物が飲める理由
• タイヤが丸い形を保つ理由
• 吸盤が壁に付く理由
• 空気入れでタイヤがふくらむ理由
• 天気予報で「高気圧」「低気圧」と言う理由

これらはすべて、空気の圧力と深く関係しています。

空気の圧力まとめ表

内容	ポイント	身近な例
圧力	物を押す力	画びょう・スキー板
気圧	空気が押す力	天気予報
大気圧	空気全体の重さで押す力	ストロー・吸盤
圧縮空気	押し縮めた空気	タイヤ・空気入れ
圧力の利用	暮らしの中で活用	ボール・スプレー缶

この章で覚えておきたい重要ポイント

• 圧力とは、物を押す力が面積に応じて働く大きさです。
• 同じ力なら、面積が小さいほど圧力は大きくなります。
• 空気にも重さがあり、地球上の物を押しています。
• 空気が押す力を「気圧（大気圧）」といいます。
• ストローやタイヤ、吸盤など、身近な道具にも圧力が利用されています。

風はどうして吹くの？

木の葉が揺れたり、洗濯物がなびいたりすると、「風が吹いている」と分かります。しかし、風はなぜ吹くのでしょうか。

実は、風とは動いている空気のことです。

空気はいつも同じ場所にとどまっているわけではありません。太陽が地面を温めることで場所ごとに気温が変わり、その違いによって空気が移動します。この空気の流れが風になるのです。

また、天気予報でよく聞く「高気圧」や「低気圧」も、風が吹く大切な理由の一つです。

ここでは、風が吹くしくみを順番に見ていきましょう。

風は動く空気のこと

風とは、空気がある場所から別の場所へ移動する現象です。

空気は目で見ることはできませんが、動くことで私たちは風を感じられます。

例えば、外へ出ると次のようなことがあります。

• 木の葉が揺れる
• 国旗がはためく
• 洗濯物がなびく
• 風車が回る
• 髪の毛が揺れる
• シャボン玉が流される

これらは、すべて空気が動いている証拠です。

身近な風の例

自然の風だけでなく、人が作る風もあります。

例えば、

• うちわであおぐ
• 扇風機を使う
• ドライヤーの風を当てる
• エアコンから風が出る

これらも空気を動かしているため、風が生まれています。

【図解】風が吹くイメージ

止まっている空気
□□□□□□□□

　　　↓

空気が動く
→→→→→→→→

　　　↓

風として感じる

風の強さの違い

風には弱い風もあれば、強い風もあります。

風の様子	身近な例
弱い風	木の葉が少し揺れる
少し強い風	帽子が飛ばされそうになる
強い風	傘を持つのが大変になる
非常に強い風	台風や暴風で物が飛ばされる

風の強さは、空気が動く速さによって変わります。

覚えておきたいポイント

• 風とは動いている空気です。
• 空気が動くことで風を感じます。
• 木の葉や旗の動きから風の存在が分かります。
• 扇風機やうちわも風を作っています。

気温の違いで空気が動く

風が吹く一番大きな理由は、場所によって気温が違うことです。

太陽は地球全体を同じようには温めません。

昼間の日なたは暖かくなりますが、日陰は涼しいままです。また、海と陸でも温まり方が違います。

温かい空気と冷たい空気の違い

空気は温められると体積が大きくなり、軽くなって上へ上がります。

反対に、冷たい空気は温かい空気より重くなり、下へ下がります。

すると、空いた場所へ周りの空気が流れ込みます。この空気の移動が風になります。

【図解】風ができる流れ

太陽が地面を温める
　　　　↓

暖かい空気が上へ上がる
　　　　↑

空いた場所ができる
　　　　↓

周りの冷たい空気が流れ込む
　　　　↓

風が吹く

海風と陸風

海と陸では、温まり方や冷え方が違います。

昼間は陸が海より早く温まり、陸の空気が上へ上がります。そのため、海から陸へ風が吹きます。これを**海風（うみかぜ）**といいます。

夜になると、今度は陸の方が早く冷えます。そのため、陸から海へ風が吹きます。これを**陸風（りくかぜ）**といいます。海風と陸風は、海岸近くで見られる代表的な風です。

時間	温まりやすい場所	風が吹く向き
昼	陸	海 → 陸（海風）
夜	海	陸 → 海（陸風）

覚えておきたいポイント

• 太陽が地面を温めることで気温の違いができます。
• 温かい空気は上へ上がります。
• 冷たい空気は空いた場所へ流れ込みます。
• この空気の流れが風になります。
• 海風や陸風も気温の違いで起こります。

高気圧と低気圧のしくみ

天気予報では、「高気圧が近づいています」「低気圧が通過します」という言葉をよく聞きます。

これは、空気の圧力（気圧）の違いを表しています。

高気圧とは？

高気圧とは、周りより気圧が高い場所です。

高気圧では、上空から空気がゆっくり下りてきます。そのため、雲ができにくく、晴れる日が多くなります。

低気圧とは？

低気圧とは、周りより気圧が低い場所です。

低気圧では、地面付近の空気が集まり、上空へ上がります。空気が上がると冷えて水滴になり、雲ができやすくなります。そのため、雨や曇りになりやすいのです。気象庁でも、高気圧では下降気流、低気圧では上昇気流が起こることを説明しています。

【図解】高気圧と低気圧

高気圧

    ↓↓↓
  空気が下がる
──────────
晴れやすい

──────────────

低気圧

  空気が集まる
      ↑↑↑
──────────
雲や雨ができやすい

風は高気圧から低気圧へ吹く

空気は、気圧が高い場所から低い場所へ流れようとします。

そのため、風は基本的に高気圧から低気圧へ向かって吹きます。

実際には地球の自転の影響なども受けるため、風向きは少し曲がりますが、小中学生では「高気圧から低気圧へ風が吹く」と覚えると理解しやすいでしょう。

高気圧と低気圧の違い

比べること	高気圧	低気圧
気圧	高い	低い
空気の動き	上から下へ	下から上へ
天気	晴れやすい	雨や曇りになりやすい
風	低気圧へ向かって流れる	高気圧から風が流れ込む

天気予報にも役立つ知識

高気圧と低気圧の動きを知ると、天気の変化を予想しやすくなります。

例えば、

• 高気圧が近づくと晴れやすい
• 低気圧が近づくと雨が降りやすい
• 台風は強い低気圧の仲間
• 天気図を見ると風の流れも分かる

学校の理科だけでなく、毎日の生活にも役立つ知識です。

風が吹くしくみまとめ表

原因	起こること	結果
太陽が地面を温める	気温に違いができる	空気が動き始める
温かい空気	上へ上がる	空いた場所ができる
冷たい空気	空いた場所へ流れる	風が吹く
高気圧	空気が下りる	晴れやすい
低気圧	空気が上がる	雨や曇りになりやすい

この章で覚えておきたい重要ポイント

• 風とは動いている空気のことです。
• 気温の違いによって空気が動き、風が生まれます。
• 温かい空気は上へ上がり、冷たい空気が流れ込みます。
• 高気圧は晴れやすく、低気圧は雨になりやすい特徴があります。
• 風は基本的に高気圧から低気圧へ向かって吹きます。

空気や風を体験できる実験

空気は目に見えませんが、実験をすると「場所をとる」「ものを押す」「動くと風になる」といった性質を実際に感じられます。

ここでは、家庭や学校で用意しやすい風船・紙コップ・うちわを使って、空気や風の力を調べます。

実験では、結果だけを見るのではなく、始める前に予想を立てることが大切です。

• どのような変化が起こるのか
• なぜその結果になったのか
• 道具や動かし方を変えるとどうなるのか

この3つを考えながら観察すると、自由研究にもまとめやすくなります。文部科学省の学習指導要領でも、風や空気の性質を観察・実験によって調べ、実感を伴って理解する学習が重視されています。

風船で空気を感じよう

最初は、風船を使って空気の存在や押す力を確かめてみましょう。

しぼんだ風船は平らですが、息を吹き込むと大きくふくらみます。これは、風船の中に入った空気が場所をとり、ゴムを内側から押すためです。

実験1｜風船をふくらませて空気の力を感じる

用意するもの

• 風船1個
• 大きさを測るひも
• 定規またはメジャー

実験方法

1. 風船を少しだけふくらませます。
2. 風船のまわりにひもを巻き、太さを測ります。
3. さらに息を入れて、もう一度太さを測ります。
4. 風船を両手で軽く押し、手応えを確かめます。
5. 手を離したときの変化も観察します。

予想される結果

風船に入れる空気の量を増やすと、風船は大きくなります。

また、ふくらんだ風船を押すと、中の空気から押し返されるような感覚があります。これは、閉じ込められた空気がゴムの内側を押しているためです。

【図解】風船がふくらむ流れ

息を吹き込む
　　　↓
風船の中の空気が増える
　　　↓
空気が場所をとる
　　　↓
風船のゴムを内側から押す
　　　↓
風船がふくらむ

空気の量と風船の変化

空気の量	風船の大きさ	押したときの手応え
少ない	小さい	弱い
増やした状態	大きい	強く感じる
入れすぎた状態	非常に大きい	ゴムが張り、割れやすい

空気を多く入れるほど風船の内側から押す力は強くなります。ただし、ゴムが伸びる限界を超えると風船は割れてしまいます。

実験2｜風船ロケットを飛ばしてみよう

風船から空気が出る力を利用すると、簡単な風船ロケットを作れます。

用意するもの

• 風船
• ストロー
• たこ糸や丈夫なひも
• セロハンテープ
• 洗濯ばさみ

実験方法

1. ストローにひもを通します。
2. ひもの両端を、部屋の端から端へまっすぐ張ります。
3. 風船をふくらませ、口を洗濯ばさみで止めます。
4. 風船をストローにテープで固定します。
5. 洗濯ばさみを外して、飛び方を観察します。

予想される結果

風船の口から空気が後ろへ勢いよく出ると、風船は反対方向へ進みます。

風船が進む向き　←←←

［風船］＝＝＝＝空気が出る向き→→→

条件を変えて比べてみよう

• 風船を小さくふくらませた場合
• 風船を大きくふくらませた場合
• ひもを水平にした場合
• ひもを少し斜めにした場合
• 大きさの違う風船を使った場合

条件を一つずつ変えて、進む距離や速さを比べると、実験結果が分かりやすくなります。

覚えておきたいポイント

• 空気には体積があり、場所をとります。
• 閉じ込められた空気は風船を内側から押します。
• 空気が勢いよく外へ出ると、反対方向へ風船が動きます。
• 風船の大きさによって、飛び方が変わることがあります。

紙コップで空気の力を試そう

次は、紙コップを使って空気の動きや圧力を観察してみましょう。

紙コップは軽いため、わずかな風でも動きます。空気を当てる向きや強さを変えると、紙コップの動き方にも違いが現れます。

実験1｜紙コップを風で動かそう

用意するもの

• 紙コップ
• ストロー
• 平らな机
• スタート位置を示すテープ
• 定規またはメジャー

実験方法

1. 紙コップを横向きにして机へ置きます。
2. 紙コップから10センチメートルほど離れた場所にストローを構えます。
3. ストローから空気を吹きかけます。
4. 紙コップが動いた距離を測ります。
5. 吹く強さや距離を変えて比べます。

予想される結果

ストローから出た空気が紙コップに当たると、紙コップは空気に押されて動きます。

強く吹いた場合や、近い場所から吹いた場合は、紙コップが遠くまで動きやすくなります。

実験条件	紙コップの動き
弱く吹く	少し動く
強く吹く	遠くまで動きやすい
近くから吹く	強く押されやすい
遠くから吹く	動きが小さくなりやすい
横から吹く	吹いた方向へ転がる

【図解】紙コップが動くしくみ

ストローから空気を出す

吹く人　→→→→　［紙コップ］
　　　　　　空気が当たる
　　　　　　　　　↓
　　　　　　紙コップが動く

実験2｜紙コップ風車を作ろう

紙コップに羽根を付けると、風を受けて回る風車も作れます。

用意するもの

• 紙コップ
• 厚紙
• はさみ
• セロハンテープ
• 竹串または丸い棒
• うちわ

作り方

1. 厚紙で同じ大きさの羽根を4枚作ります。
2. 紙コップの側面へ、すべて同じ向きになるように羽根を付けます。
3. 紙コップの底の中心に穴を開けます。
4. 竹串などを通し、紙コップが回るようにします。
5. うちわで風を送って回転を観察します。

※紙コップに穴を開ける作業は、大人と一緒に行いましょう。

羽根の向きが大切

羽根がすべて同じ向きに傾いていると、風を受けた力が回転する力に変わります。

上から見たイメージ

        ／羽根
   羽根［○］羽根
        ／羽根

風を受ける
　　↓
羽根が押される
　　↓
紙コップが回転する

条件を変えて調べる方法

• 羽根の枚数を変える
• 羽根の大きさを変える
• 羽根の角度を変える
• 風の強さを変える
• 風を送る距離を変える

ただし、公平に比べるため、一度の実験で変える条件は一つだけにしましょう。

覚えておきたいポイント

• 空気がものに当たると、押す力が働きます。
• 強い風ほど紙コップを大きく動かしやすくなります。
• 風を受ける面の形や向きによって、動き方が変わります。
• 羽根を付けると、空気の力を回転運動に変えられます。

うちわで風を作ってみよう

うちわを動かすと、空気が前へ押し出されて風ができます。

うちわをゆっくり動かしたときと、速く動かしたときでは、風の強さが違います。また、うちわの大きさや動かす幅によっても、風の感じ方が変化します。

気象庁の教材でも、風は空気が移動する現象として説明されています。

実験1｜うちわの動かし方を比べよう

用意するもの

• うちわ
• 細く切ったティッシュペーパー
• セロハンテープ
• 定規
• ストップウォッチ

実験方法

1. 細長く切ったティッシュペーパーを机の端に付けます。
2. ティッシュから30センチメートルほど離れます。
3. うちわをゆっくり5回動かします。
4. ティッシュの揺れ方を観察します。
5. 次に、同じ場所から速く5回動かします。
6. 揺れ方の違いを比べます。

予想される結果

うちわを速く動かすほど、多くの空気が勢いよく押し出されるため、ティッシュが大きく揺れます。

うちわの動かし方	風の感じ方	ティッシュの動き
ゆっくり動かす	弱い	小さく揺れる
速く動かす	強い	大きく揺れる
小さく動かす	狭い範囲に弱く届く	あまり動かない
大きく動かす	多くの空気が動く	大きく動きやすい

【図解】うちわで風ができるしくみ

うちわを動かす
　　　↓
うちわの前の空気が押される
　　　↓
空気が前方へ移動する
　　　↓
風として感じる

実験2｜風が届く距離を調べよう

うちわの風が、どのくらい遠くまで届くのかも調べられます。

実験方法

1. うちわから20センチメートルの位置にティッシュを置きます。
2. うちわを同じ速さで5回動かします。
3. ティッシュが動いたか記録します。
4. 40センチ、60センチ、80センチと距離を延ばします。
5. 動き方を表に記録します。

記録表の例

距離	ティッシュの動き	風の強さ
20cm	大きく揺れた	強い
40cm	揺れた	やや強い
60cm	少し揺れた	弱い
80cm	ほとんど動かなかった	とても弱い

※結果は、うちわの大きさ、動かす速さ、室内の空気の流れなどによって変わります。

自然の風と比べてみよう

うちわで作る風と自然の風には、共通点があります。

どちらも空気が移動している現象です。ただし、風が生まれる原因は異なります。

比べるもの	空気が動く原因
うちわの風	手でうちわを動かす
扇風機の風	モーターで羽根を回す
自然の風	気圧や気温の違いで空気が移動する
海風・陸風	海と陸の温まり方の違い

覚えておきたいポイント

• うちわを動かすと、前にある空気が押し出されます。
• 動いた空気を風として感じます。
• 速く大きくあおぐほど、強い風を作りやすくなります。
• 風は距離が離れるにつれて弱く感じやすくなります。
• 自然の風も、空気が移動している現象です。

実験結果のまとめ表

実験	観察できること	分かる空気の性質
風船をふくらませる	風船が大きくなる	空気は場所をとる
風船を押す	手を押し返す	空気には押す力がある
風船ロケット	風船が反対方向へ進む	出ていく空気が力を及ぼす
紙コップを吹く	紙コップが動く	動く空気はものを押す
紙コップ風車	羽根が回転する	風の力を運動に変えられる
うちわであおぐ	ティッシュが揺れる	動く空気が風になる

実験を成功させるポイント

• 実験前に結果を予想しましょう。
• 一度に変える条件は一つだけにしましょう。
• 距離や回数は、できるだけ数字で記録しましょう。
• 同じ実験を3回ほど行い、結果を比べましょう。
• 成功した結果だけでなく、うまくいかなかった理由も考えましょう。
• 写真やイラストを残すと、自由研究にまとめやすくなります。

実験するときの注意点

• 風船を顔や耳の近くで割らないようにしましょう。
• 風船の破片は、小さな子どもやペットが口に入れないように片付けましょう。
• ストローで空気を吹くときは、ほかの人の顔へ向けないでください。
• 竹串やはさみを使うときは、大人と一緒に作業しましょう。
• 風船ロケットのひもは、人が通らない場所に張りましょう。
• 息苦しくなるまで、風船やストローを吹き続けないようにしましょう。

空気や風は生活でどのように役立っている？

空気や風は、私たちのまわりにいつもあり、生活を支えるさまざまな場面で利用されています。

例えば、扇風機は羽根を回して空気を動かし、風を作る機械です。エアコンも室内の熱を移動させながら、冷たい空気や温かい空気を部屋全体へ送ります。

また、飛行機は翼に当たる空気の流れを利用して空を飛んでいます。天気予報では、風向・風速・気圧などを観測し、雨や台風、強風が近づく可能性を調べています。

このように、空気や風は次のような分野で役立っています。

• 部屋を涼しくしたり暖かくしたりする
• 乗り物を空に飛ばす
• 天気の変化を予測する
• 洗濯物を乾かす
• 風力発電で電気を作る
• 換気によって室内の空気を入れ替える

ここからは、扇風機やエアコン、飛行機、天気予報と風の関係を詳しく見ていきましょう。

扇風機やエアコン

扇風機とエアコンは、どちらも風を出す機械ですが、働き方には違いがあります。

扇風機は、モーターで羽根を回して、まわりの空気を前方へ送り出します。一方、エアコンは、室内と屋外の間で熱を移動させ、温度を調整した空気を部屋へ送ります。

扇風機が風を作るしくみ

扇風機の羽根が回ると、羽根のまわりにある空気が前方へ押し出されます。

モーターが動く
　　　↓
羽根が回転する
　　　↓
まわりの空気を押し出す
　　　↓
空気が前方へ移動する
　　　↓
風として感じる

扇風機そのものが部屋の空気を冷たくしているわけではありません。風が肌に当たると、汗が蒸発しやすくなり、そのときに体の熱が奪われるため、涼しく感じます。

扇風機の風が役立つ場面

• 暑い日に体を涼しくする
• 部屋の空気を循環させる
• 洗濯物を乾きやすくする
• 窓を開けて換気を助ける
• エアコンの冷気や暖気を部屋全体へ広げる

エアコンが部屋を涼しくするしくみ

冷房運転では、エアコンが室内の空気から熱を取り除き、その熱を室外機から外へ逃がします。冷やされた空気は、室内機の送風ファンによって部屋へ戻されます。エアコンは、空気そのものを作るのではなく、冷媒を使って熱を移動させています。

【図解】冷房運転の流れ

部屋の暖かい空気を取り込む
　　　　　↓
空気から熱を取り除く
　　　　　↓
取り除いた熱を室外機へ運ぶ
　　　　　↓
熱を屋外へ逃がす
　　　　　↓
冷たくなった空気を部屋へ送る

暖房運転では、冷房とは反対に、屋外の空気に含まれる熱を取り込み、その熱を室内へ運びます。寒い冬でも屋外の空気には熱が残っており、エアコンはヒートポンプという仕組みでその熱を利用します。

扇風機とエアコンの違い

比べること	扇風機	エアコン
主な働き	空気を動かす	熱を移動させて温度を調整する
室温の変化	基本的に大きく変えない	冷房や暖房で変えられる
涼しく感じる理由	風で汗が蒸発しやすくなる	室内の熱を外へ運ぶ
主な用途	送風・空気循環	冷房・暖房・除湿
一緒に使う効果	空気をかき混ぜる	温度のむらを減らしやすい

エアコンと扇風機やサーキュレーターを一緒に使うと、室内の空気が循環し、冷気や暖気の偏りを抑えやすくなります。冷たい空気は低い場所にたまりやすいため、冷房時は風を部屋全体へ送ることが大切です。

使用するときの注意点

• 扇風機の回転している羽根に指を入れない
• エアコンの風を長時間、体へ直接当て続けない
• 冷房中でも必要に応じて換気する
• 室外機の吹き出し口を物でふさがない
• フィルターを定期的に掃除する
• 暑い日は扇風機だけに頼らず、室温も確認する

飛行機が飛ぶしくみ

大きくて重い飛行機が空を飛べるのは、空気が翼に力を加えるためです。

飛行機には、主に次の4つの力が働いています。

力の名前	働く向き	役割
揚力	上向き	機体を持ち上げる
重力	下向き	機体を地面へ引く
推力	前向き	機体を前へ進める
抗力	後ろ向き	空気が進む動きを妨げる

飛行機が飛び続けるには、これらの力のつり合いが大切です。

翼に空気が当たると揚力が生まれる

飛行機が滑走路を走ると、翼に速い空気の流れが当たります。

空気は翼の上側と下側に分かれて流れ、翼のまわりに圧力の差ができます。また、翼は空気を下向きに押し、その反作用も受けます。こうした働きによって、翼を上へ持ち上げる「揚力」が生まれます。

JAXAも、翼の上側と下側に生じる圧力差によって揚力が発生し、飛行機が浮かび上がると説明しています。

【図解】飛行機に働く4つの力

              揚力
                ↑
                │
抗力　←　　［飛行機］　　→　推力
                │
                ↓
              重力

エンジンによる推力で飛行機が前へ進むと、翼に十分な空気が流れます。飛行機の速度が上がり、揚力が重力を上回ると、機体は地面から離れて上昇します。

紙飛行機でも確かめられる

紙飛行機も、空気の力を利用して飛んでいます。

紙飛行機を前へ投げると、翼に空気が当たり、揚力が生まれます。ただし、エンジンがないため、空気抵抗によって少しずつ速度が落ち、やがて地面へ降ります。

紙飛行機の形を変えると、飛び方にも違いが表れます。

• 翼を大きくすると、ゆっくり飛びやすい
• 翼の左右がずれると、曲がりやすい
• 機首が重すぎると、急に下がりやすい
• 機首が軽すぎると、上を向いて失速しやすい
• 翼を少し反らせると、飛び方が変わる

飛行機が飛ぶまでの流れ

エンジンが推力を生む
　　　　↓
飛行機が滑走路を進む
　　　　↓
翼に速い空気が当たる
　　　　↓
翼のまわりに圧力差ができる
　　　　↓
上向きの揚力が生まれる
　　　　↓
機体が空へ浮かび上がる

注意したい説明

「翼の上を通る空気は、下を通る空気より必ず遠回りするため速くなる」という説明だけでは、飛行機が飛ぶ仕組みを十分に表せません。

実際の揚力には、翼の形、翼の傾き、飛行速度、空気の密度、空気を下向きに変える働きなど、複数の要素が関係しています。

小中学生では、次のように覚えると分かりやすいでしょう。

天気予報と風の関係

• 翼に速い空気の流れが当たる
• 翼の上下に圧力の差ができる
• 翼が空気を下向きに押す
• その結果、翼を上へ持ち上げる揚力が生まれる

天気予報では、気温や降水量だけでなく、風向や風速も重要な情報として発表されます。

風向とは？

風向は、風が吹いてくる方向を表します。

例えば「北風」とは、北から南へ向かって吹く風です。「南風」は、南から北へ向かって吹きます。

北風の場合

北
↓
↓　風が吹く
↓
南

風が進んでいく方向ではなく、風が来る方向で呼ぶことに注意しましょう。

風速とは？

風速は、空気が移動する速さです。日本の天気予報では、一般に「メートル毎秒（m/s）」で表します。

気象庁が天気予報などで示す風速は、基本的に10分間の平均風速です。一方、瞬間風速は、短い時間に吹いた風の強さを示します。瞬間風速は平均風速より大きくなることがあります。

用語	意味
風向	風が吹いてくる方向
風速	空気が移動する速さ
平均風速	基本的に10分間の平均
瞬間風速	短い時間に吹いた風の速さ
最大風速	観測期間中の平均風速の最大値
最大瞬間風速	観測期間中の瞬間風速の最大値

風を観測する道具

気象台やアメダスでは、風向風速計などを使って風を観測しています。

• 風向計：風が吹いてくる方向を測る
• 風速計：風の速さを測る
• アメダス：風、気温、降水量などを自動観測する
• 気象衛星：雲の広がりや動きを観測する
• 気象レーダー：雨や雪の強さと動きを調べる

これらの観測結果と、コンピューターによる数値予報を組み合わせて、天気予報が作られます。

風から天気の変化を予測できる

風は、高気圧や低気圧、前線、台風などの動きと深く関係しています。

上空には強い西風が吹いており、日本付近では低気圧や高気圧が西から東へ移動することが多くあります。そのため、天気も西から東へ変化することが多いと気象庁は説明しています。

風の情報を確認すると、次のようなことに役立ちます。

• 雨雲がどちらから近づくか考える
• 台風の接近に備える
• 強風や暴風の危険を知る
• 洗濯物を外へ干せるか判断する
• 船や飛行機の運航を判断する
• スポーツや屋外活動の安全を確認する

台風と風の関係

台風は、大きな空気の渦です。北半球では、地上付近の風が台風の中心へ向かって反時計回りに吹き込みます。

一般に、台風の進行方向に向かって右側では、台風自身の風と台風を移動させる風が同じ向きに重なるため、左側より風が強くなりやすい特徴があります。

風の強さと生活への影響

風の状態	起こりやすいこと
弱い風	木の葉や旗が軽く動く
やや強い風	傘が差しにくくなる
強い風	歩きにくく、看板などが揺れる
非常に強い風	屋外の行動が危険になる
暴風	建物や樹木に被害が出るおそれがある

実際の危険度は、平均風速だけでなく、瞬間風速、風の吹く時間、地形、建物の状態などによっても変わります。気象庁は、平均風速と人や建物への影響をまとめた「風の強さと吹き方」を公開しています。

空気や風が役立つ場面まとめ表

分野	空気や風の働き	身近な例
暑さ対策	空気を動かして涼しく感じさせる	扇風機・うちわ
温度調整	熱を移動させる	エアコン
空気循環	部屋の温度むらを減らす	サーキュレーター
航空	翼に揚力を生み出す	飛行機・紙飛行機
気象観測	天気や台風の変化を調べる	風向計・風速計
防災	強風や暴風の危険を知らせる	注意報・警報
発電	風で羽根を回す	風力発電
乾燥	水分の蒸発を助ける	洗濯物・ドライヤー

この章で覚えておきたい重要ポイント

• 扇風機は羽根を回して空気を動かし、風を作ります。
• エアコンは室内と屋外の間で熱を移動させ、温度を調整します。
• 飛行機は翼に生まれる揚力を利用して空を飛びます。
• 飛行機には、揚力・重力・推力・抗力の4つの力が働きます。
• 天気予報では、風向や風速を観測して天気の変化を予測します。
• 風の情報は、台風や強風への備えにも役立ちます。

空気・圧力・風に関するよくある質問

ここでは、空気や圧力、風について、小中学生からよく寄せられる質問をまとめました。

これまで学んできた内容を振り返りながら読むと、空気や風のしくみをより深く理解できます。

空気は何でできているの？

空気は、1種類の気体だけではありません。

いくつかの気体が混ざってできており、その中でも最も多いのが**窒素（ちっそ）です。次に多いのが酸素（さんそ）**で、このほかにも二酸化炭素やアルゴン、水蒸気などが少しずつ含まれています。

空気の主な成分

気体	およその割合	主な働き
窒素	約78％	空気の大部分を占める
酸素	約21％	人や動物の呼吸に必要
アルゴンなど	約1％弱	空気に含まれる気体
二酸化炭素	約0.04％	植物の光合成に利用される
水蒸気	季節や場所で変化	雲や雨のもとになる

※割合は乾燥した空気のおおよその値です。水蒸気の量は天気や季節によって変わります。気象庁でも、大気は主に窒素と酸素で構成されていると説明しています。

覚えておきたいポイント

• 空気はいろいろな気体が混ざっています。
• 一番多いのは窒素です。
• 酸素は呼吸に欠かせません。
• 二酸化炭素は植物の成長にも役立っています。

宇宙には空気があるの？

宇宙には、地球のような空気はほとんどありません。

地球は「大気」と呼ばれる空気の層に包まれています。しかし、高くなるほど空気は少なくなり、宇宙空間ではほぼ真空になります。

そのため、宇宙飛行士は宇宙服を着て活動します。

宇宙服には、

• 呼吸するための酸素
• 適切な気圧
• 体温を保つ仕組み
• 紫外線などから体を守る機能

などが備わっています。

【図解】地球と宇宙の違い

地球
──────────
空気（大気）がある
呼吸できる

　　　↑

上空へ行くほど
空気が少なくなる

　　　↑

宇宙
──────────
ほとんど空気がない
宇宙服が必要

覚えておきたいポイント

• 地球には空気があります。
• 宇宙空間には地球のような空気はほとんどありません。
• 宇宙飛行士は宇宙服で酸素や気圧を保っています。

風がない日はあるの？

「今日は風がないな」と感じる日がありますが、完全に風がゼロになることはあまりありません。

実際には、とても弱い風が吹いている場合が多く、人が感じにくいだけです。

風は、気温や気圧の違いによって空気が動くことで生まれます。そのため、気温差や気圧差が小さい日は風が弱くなります。

風が弱い日に見られること

• 木の葉がほとんど動かない
• 旗が垂れ下がったままになる
• 池や湖の水面が静かになる
• シャボン玉がゆっくり漂う

風の強さの目安

風の様子	身近な見え方
ほぼ無風	木の葉が動かない
弱い風	葉が少し揺れる
普通の風	洗濯物がよく乾く
強い風	傘が差しにくい

気象庁では、風速が0.2m/s未満の状態を「静穏（せいおん）」として観測しています。

覚えておきたいポイント

• 完全に風がない状態は少ないです。
• 風が弱い日は気温差や気圧差が小さいことが多くあります。
• 人が感じない程度の弱い風が吹いている場合もあります。

空気に色はあるの？

空気そのものには、基本的に色はありません。

空気は透明なので、目で見ることはできません。

しかし、空を見上げると青く見えます。

これは、太陽の光が空気中の小さな粒に当たり、青い光が私たちの目に届きやすくなるためです。この現象を「レイリー散乱」といいます。

夕方になると空が赤く見えるのも、光の通り道が長くなり、赤い光が届きやすくなるためです。

【図解】空が青く見える理由

太陽の光
　　　↓

空気中の小さな粒

　　　↓

青い光が散らばる

　　　↓

空が青く見える

空気は見えないけれど存在する

空気そのものは透明ですが、

• 風で木の葉が揺れる
• シャボン玉が流れる
• 雲が動く
• 旗がなびく

などを見ることで、空気があることを確かめられます。

覚えておきたいポイント

• 空気は透明で色がありません。
• 空が青く見えるのは光の散乱によるものです。
• 空気は見えなくても存在しています。

空気は重いの？軽いの？

空気はとても軽く感じますが、重さがあります。

例えば、空気を入れる前と入れた後の風船を比べると、空気を入れた方が少しだけ重くなります。

また、自転車のタイヤへ空気を入れると、タイヤはしっかりした硬さになります。これは、空気が内側から押しているためです。

空気の重さを調べる実験

用意するもの

• 風船2個
• ハンガー
• ひも

実験方法

1. 同じ大きさの風船を2個用意します。
2. 片方だけをふくらませます。
3. ハンガーの左右へ風船をつるします。
4. バランスを観察します。

予想される結果

空気を入れた風船の方が、わずかに重くなることがあります。

※家庭では違いが分かりにくい場合があります。

【図解】空気にも重さがある

空気を入れる前
○

　　　↓

空気を入れる

　　　↓

◎

少し重くなる

地球のまわりには大気という空気の層があります。この大気全体の重さによって、私たちは常に「気圧」を受けています。

覚えておきたいポイント

• 空気にも重さがあります。
• 地球は大気に包まれています。
• 大気の重さによって気圧が生まれます。
• 普段は体の内側と外側の圧力がつり合っているため、押されていることを感じません。

よくある質問まとめ表

質問	答え
空気は何でできている？	主に窒素と酸素です。
宇宙には空気がある？	地球のような空気はほとんどありません。
風がない日はある？	非常に弱い風が吹いていることが多いです。
空気に色はある？	空気は透明です。
空気は重い？	とても軽いですが、重さがあります。

空気は見えなくても私たちの生活を支えている

空気は透明なので目では見えませんが、私たちのまわりにあり、呼吸や天気、乗り物、家電製品などに深く関係しています。

空気には、場所をとる、押されると縮む、温度によって体積が変わるといった性質があります。また、空気がものを押す力を気圧といい、気圧や気温の違いによって空気が移動すると風が生まれます。

風船、紙コップ、うちわなどを使った実験を行うと、見えない空気の存在や力を自分の手で確かめられます。身近な現象を観察しながら、「なぜだろう」と考えることが理科を楽しく学ぶ第一歩です。

今日覚えておきたい重要ポイント3つ

この記事で特に覚えておきたいのは、次の3つです。

1．空気は見えなくても存在している

何も入っていないように見えるコップやペットボトルの中にも、空気が入っています。

空気は透明なので直接見ることはできませんが、次のような変化から存在を確かめられます。

• 風船に空気を入れるとふくらむ
• 水中でコップを傾けると泡が出る
• 風が吹くと木の葉や旗が動く
• ビニール袋に空気を入れると大きくなる

見えないものでも、まわりに起こる変化を観察すれば、その存在が分かります。

2．空気には体積と押す力がある

空気には体積があり、一定の場所をとります。また、閉じ込めた空気を押すと体積が小さくなり、強く押し返すようになります。

この性質は、次のようなものに利用されています。

• 自転車や自動車のタイヤ
• サッカーボール
• 空気入れ
• 浮き輪
• エアクッション
• 風船

空気が押す力は、私たちの体や地面にも働いています。地球を包む大気の重さによって生まれる圧力が、気圧または大気圧です。

3．動く空気が風になる

風とは、ある場所から別の場所へ移動する空気のことです。

太陽による地面の温まり方や、場所ごとの気温・気圧の違いによって空気が動きます。一般に、空気は気圧の高い場所から低い場所へ流れようとします。

風の力は、次のような場面で役立っています。

• 扇風機やエアコンによる空気循環
• 飛行機の翼に働く揚力
• 風力発電
• 洗濯物の乾燥
• 換気
• 天気予報や台風の進路予測

【図解】空気・圧力・風のつながり

空気が存在する
　　　↓
空気には体積と重さがある
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空気がものを押す
　　　↓
気圧が生まれる
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場所によって気温や気圧に差ができる
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空気が移動する
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風が吹く

空気・圧力・風のまとめ表

空気・圧力・風の関係を、次の表で整理してみましょう。

学習する内容	基本的な意味	身近な例
空気	窒素や酸素などが混ざった気体	呼吸、風船、タイヤ
空気の体積	空気が占めている空間の大きさ	ふくらんだ風船
空気の圧縮	空気を押して体積を小さくすること	注射器、空気入れ
圧力	一定の面積を押す力の大きさ	画びょう、スキー板
気圧	空気の重さによって生まれる圧力	天気図、高気圧、低気圧
風	移動している空気	海風、陸風、扇風機
高気圧	周囲より気圧が高い場所	晴れやすい天気
低気圧	周囲より気圧が低い場所	雲や雨が発生しやすい
揚力	翼などを上へ持ち上げる力	飛行機、紙飛行機
風向	風が吹いてくる方向	北風、南風
風速	空気が移動する速さ	天気予報、強風情報

空気の性質早見表

空気の状態	起こる変化
容器へ入れる	一定の場所をとる
閉じ込めて押す	体積が小さくなる
強く押し縮める	押し返す力が大きくなる
自由に動ける状態で温める	体積が大きくなりやすい
自由に動ける状態で冷やす	体積が小さくなりやすい
気圧差ができる	空気が移動して風が生まれる

ただし、硬い密閉容器に入った空気は、温めても容器の体積を簡単には変えられません。この場合は、内部の圧力が高くなるため注意が必要です。

家でできる空気の実験チェックリスト

空気の実験は、身近な道具を使って行えます。ただし、安全に実験するため、始める前に準備や注意点を確認しましょう。

実験前の準備

• 実験の目的を決めましたか
• どのような結果になるか予想しましたか
• 必要な道具をそろえましたか
• 水でぬれてもよい場所を選びましたか
• 危険な道具を使う場合は大人に相談しましたか
• 記録用のノートや筆記用具を用意しましたか

実験中の確認

• 一度に変える条件を一つだけにしていますか
• 距離や回数を数字で記録していますか
• 同じ実験を何度か繰り返していますか
• 結果を写真やイラストで残していますか
• 予想と結果の違いを確認していますか
• うまくいかなかった原因も考えていますか

実験後の確認

• 分かったことを短い文章でまとめましたか
• 実験結果を表やグラフに整理しましたか
• なぜその結果になったのか考えましたか
• 使用した道具を片付けましたか
• 風船の破片や水滴が残っていないか確認しましたか

家で試しやすい実験一覧

実験	必要なもの	確かめられること
逆さまのコップ実験	コップ、水、ティッシュ	空気は場所をとる
ビニール袋の実験	ビニール袋	空気には体積がある
注射器の実験	針のない注射器	空気は押すと縮む
風船の温度実験	風船、ペットボトル、温水、冷水	空気の体積は温度で変わる
風船ロケット	風船、ひも、ストロー	出ていく空気が力を生む
紙コップ実験	紙コップ、ストロー	動く空気はものを押す
うちわの実験	うちわ、ティッシュ	空気が動くと風になる

安全に実験するための注意点

• 熱湯や火は使わないようにしましょう。
• スプレー缶や密閉容器を温めてはいけません。
• 風船を顔や耳の近くで割らないようにしましょう。
• ストローや竹串を人へ向けないでください。
• はさみや穴開け道具は大人と一緒に使いましょう。
• 小学生は、できるだけ保護者や先生と一緒に行いましょう。

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空気や風について理解したら、天気や地球、飛行機などの関連テーマへ学習を広げてみましょう。

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参考元：

• 文部科学省「小学校学習指導要領・理科」
• 文部科学省「中学校学習指導要領・理科」
• 気象庁「気圧・風・天気に関する解説」
• JAXA「飛行機と揚力に関する学習資料」
• 小学校理科教科書および観察・実験教材

本文は、小学校・中学校理科で扱われる空気の体積、圧縮、気圧、風、気温差などの基本的な学習内容をもとにまとめています。空気が場所をとること、押すと縮むこと、気圧差によって風が生まれることは、理科教育や気象学で広く認められている内容です。

まとめ

空気は目に見えませんが、私たちのまわりにあり、呼吸や天気、乗り物、家電製品などを支えています。空気には場所をとる、押されると縮む、温度によって体積が変わるという性質があります。また、気温や気圧の違いによって空気が動くと風が生まれます。風船や紙コップ、うちわを使った実験を行えば、空気の存在や押す力を自分の手で確かめられます。身近な現象を観察しながら、空気・圧力・風のつながりを楽しく学びましょう。