小学理科小学4年生物理
空気と水のせいしつ｜空気は縮む・水は縮まない【小4理科】
小4理科「空気と水のせいしつ」を図解でやさしく。とじこめた空気はおすと体積が小さくなり手ごたえ（おし返す力）が大きくなること、水はおしてもほとんど縮まないこと、空気でっぽうが玉をとばすしくみまで、注射器の図と実験例でわかります。中学の気体・水圧へつながります。
◎このページのゴール
「とじこめた空気はおし縮められて手ごたえが大きくなること」「とじこめた水はおしても縮まないこと」を理解し、空気でっぽうが玉をとばすしくみを説明できるようになる。
注射器（つつ）に空気をとじこめておすと、なんだかフワフワおし返してきますよね。でも、水を入れておすと、びくともしない。同じようにおしているのに、どうしてちがうのでしょう？ この単元では、「空気は縮む・水は縮まない」という大事なちがいを、図で確かめていきます。ここがわかると、空気でっぽうが玉をとばすしくみもスッと納得できます。
どこでつまずいた？
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とじこめた空気は、おすと縮む
注射器（つつ）の先をふさいで空気をとじこめ、ピストンをおします。すると、ピストンは下がり、中の空気の体積は小さくなります。空気は、おすと縮められるのです。
空気はにげ場がないので、おされるとぎゅっとせまい体積に縮みます。とじこめた空気が縮むのは、空気が目に見えない小さなつぶの集まりで、つぶとつぶの間にすき間があるからです。
✓理解チェック①
おすほど、手ごたえ（おし返す力）が大きくなる
ピストンを強くおすほど、空気はますます縮みます。すると、空気が手をおし返してくる力（手ごたえ）も大きくなります。そして手をはなすと、空気はもとの体積にもどり、ピストンも元の位置までもどります。
おし縮められた空気は、いつも「もとの体積にもどろう」とします。だから縮めるほど、もどろうとする力（おし返す力）が強くなるのです。ボールやタイヤがはずむのも、中の空気がこの力でおし返すからです。
おしても、すぐ元にもどっちゃう。空気って、バネみたいだね！
いいところに気づいたね。とじこめた空気は、まさにバネのようにふるまうんだ。縮めるほど強くおし返して、手をはなすと元にもどる。これは、空気が小さなつぶの集まりで、せまい所におしこめられるとつぶが「広がりたい」とおし返すからだよ。空気が縮むわけは、中学の気体でもっとくわしく学ぶよ。
✓理解チェック②
とじこめた水は、おしても縮まない
つぎは、注射器に水を入れておしてみます。すると、空気のときとちがって、ピストンはほとんど下がりません。水はおしても、体積がほとんど変わらない（縮まない）のです。
水は、つぶどうしがもうぎっしりつまっていて、すき間がほとんどありません。だから、いくらおしても縮むよゆうがなく、体積はほとんど変わらないのです。これが、空気との大きなちがいです。
✓理解チェック③
空気でっぽうは、縮めた空気の力で玉がとぶ
ここまでのことを使うと、空気でっぽうで玉がとぶしくみがわかります。つつの中に前と後ろの2つの玉を入れ、後ろの玉をぼうでおします。すると間の空気が縮み、そのもとにもどろうとする力が前の玉をいきおいよくおし出します。
後ろの玉をおすと、間の空気が縮んで手ごたえが大きくなります。空気が「もとにもどろう」とするいきおいで、前の玉が「ポン！」ととび出すのです。おし出すのは空気の力で、ぼうが前の玉に直接ふれているわけではありません。
後ろの玉をおしただけなのに、前の玉がとぶの、ふしぎだったんだ。空気がおしてたんだね！
そう、主役は間の空気だよ。縮めば縮むほど、もどる力は大きくなる。だから、後ろの玉をすばやく・強くおすと、前の玉はより遠くまでとぶんだ。もし間に空気じゃなくて水を入れたら、水は縮まないからこの「ためて、はなつ」ができなくて、いきおいよくはとばないよ。
✓理解チェック④
よくある間違い
✕よくある間違い
「水も空気と同じようにおせば縮む」「強くおしても手ごたえは同じ」「空気でっぽうはぼうが前の玉を直接おしてとばす」
空気は縮むが、水はほとんど縮まない。空気はおすほど手ごたえ（おし返す力）が大きくなり、手をはなすともとにもどる。空気でっぽうは縮めた空気の力で玉がとぶ
ポイントは「空気＝縮む・もどる」「水＝縮まない」をはっきり分けること。そして、おし返す手ごたえはおすほど大きくなること。迷ったら、注射器に空気を入れたときと水を入れたときのちがいを思い出しましょう。
やってみよう（練習問題）
✏️ やってみよう①（基本：空気と水のちがい）
先をふさいだ同じ注射器を2本用意し、かた方には空気、もう一方には水だけを入れて、それぞれピストンをおします。
- ピストンが下がって、中身が縮むのはどちら？
- おしても、ピストンがほとんど下がらないのはどちら？
答えと解説を見る
- 空気を入れたほう（おすと体積が小さくなる）
- 水を入れたほう（おしてもほとんど縮まない）
空気は縮む、水は縮まない——これが、この単元のいちばん大事なちがいです。
✏️ やってみよう②（標準：手ごたえと、もどる）
空気を入れた注射器のピストンを、つぎのようにおしました。
- 「少しおす」ときと「強くおす」とき、手ごたえ（おし返す力）が大きいのはどちら？
- ピストンをおしたあと、手をパッとはなすとピストンはどうなる？
答えと解説を見る
- 強くおすとき。空気は縮めるほど、もとにもどろうとする力が大きくなります。
- もとの位置までもどる。縮められた空気が、もとの体積にもどろうとするからです。
「おすほど手ごたえ大」「はなすと元にもどる」が空気のせいしつです。
✏️ やってみよう③（応用：空気でっぽうを遠くへとばす）
空気でっぽうで、前の玉をできるだけ遠くへとばしたいと思います。
- 玉を遠くへとばすには、間の空気をどうすればよい？
- 間に空気ではなく水を入れたら、玉はいきおいよくとぶ？ その理由も書こう。
答えと解説を見る
- 後ろの玉をすばやく・強くおして、間の空気をしっかり縮める。縮めるほど、もどる力が大きくなり、遠くへとびます。
- いきおいよくはとばない。水はおしても縮まないので、「ためてはなつ」力がはたらかないからです。空気でっぽうの主役は、縮む空気です。
家おうちの方へ
「空気と水のせいしつ」のつまずきは、ほぼ3つです。①「水も空気と同じように縮む」と思ってしまう、②「おしても手ごたえは変わらない」と思う、③空気でっぽうを「ぼうが前の玉を直接おしてとばす」と考える、です。いちばんの近道は、注射器（または市販のスポイトつき注射器）に空気を入れた場合と水を入れた場合で、実際におし比べさせること。空気はフワッと縮んで手をはなすと戻り、水はびくともしない——この手ごたえのちがいが、言葉より雄弁に伝わります。空気でっぽうがあれば、「後ろの玉をおす→間の空気が縮む→前の玉がとぶ」と、間の空気が主役であることを声に出して確認させてください。ここで育つ「気体は縮む・液体は縮まない」というイメージは、中学の気体や水圧の土台になります。
空気は縮んでもとにもどる、水は縮まない——このちがいさえつかめば、空気でっぽうのしくみも、ボールがはずむわけも、同じきまりで説明できます。手で「おし比べる」体験が、いちばんの理解につながります。
📌 1分まとめ（声に出して読もう）
- とじこめた空気はおすと体積が小さくなる（おし縮められる）。おすほど手ごたえ（おし返す力）が大きくなる。
- 手をはなすと、空気はもとの体積にもどる。
- とじこめた水はおしてもほとんど縮まない（体積はほぼ変わらない）。
- 空気でっぽうは、おし縮めた空気がもとにもどる力で玉をとばす。
- 「気体は縮む・液体は縮まない」という考えは、中学の気体や水圧へつながる。
よくある質問
とじこめた空気と水には、どんなちがいがありますか？
とじこめた空気はおすと体積が小さくなり（縮む）、手をはなすともとの体積にもどりますが、とじこめた水はおしてもほとんど縮みません。これが空気と水のいちばん大きなちがいです。空気は、おすほど手ごたえ（おし返す力）が大きくなります。
なぜ空気は縮むのに、水は縮まないのですか？
空気は目に見えない小さなつぶの集まりで、つぶとつぶの間にすき間があるからです。おされると、そのすき間がせまくなって体積が小さくなります。いっぽう水はつぶどうしがぎっしりつまっていてすき間がほとんどないので、おしても縮むよゆうがなく、体積はほとんど変わりません。
空気でっぽうは、なぜ玉がとぶのですか？
つつの中の前と後ろの玉の間の空気が、後ろの玉でおされて縮み、もとの体積にもどろうとする力で前の玉をおし出すからです。玉をとばしているのは縮められた空気の力で、ぼうが前の玉に直接ふれているわけではありません。空気を強く縮めるほど、玉は遠くまでとびます。
空気は、おすほど手ごたえが大きくなるのはなぜですか？
おし縮められた空気は、いつも「もとの体積にもどろう」とするからです。縮めるほど、もどろうとする力（おし返す力）が強くなるので、強くおすほど手ごたえが大きくなります。ボールやタイヤがはずむのも、中の空気がこの力でおし返すためです。