紙の橋はどんな形が一番強い？｜A4用紙1枚で試す折り方の実験【小学生の理科・工作】

ペラペラのコピー用紙で、丈夫な橋を作れるでしょうか？

そのままでは曲がりやすい紙でも、折り方を工夫すると、重いものを支えやすくなることがあります。

例えば、両端を折り上げたり、じゃばらのように折ったりする方法です。

では、どんな形の紙の橋が一番強いのでしょうか？

今回は、もこあい研究所で3種類の紙の橋を作る方法を紹介します。

A4コピー用紙と本、硬貨などを使って、形による違いを調べてみましょう。

さらに、紙を折ると曲がりにくくなる理由や、実生活で使われている形の工夫にも注目します。

もこあい研究所｜紙の橋を作ってみよう！

ある日の午後、もこあい研究所。

健太は机の上に、2冊の本を少し離して置いていました。

健太：「この本と本の間に、紙で橋を作ってみようと思うんだ！」

恵子：「紙で橋？ でも、コピー用紙じゃすぐに曲がってしまわない？」

健太：「だから、折って強くするんだよ。じゃばらにすれば、きっと丈夫になるはず！」

恵子：「本当に？ ほかの折り方のほうが強いかもしれないよ」

そこへ、もこあい先生がやってきました。

もこあい先生：「それなら、同じ種類の紙を使って、形による違いを調べてみましょう」

健太：「よーし！ 研究所で一番強い紙の橋を作るぞ！」

研究所からの挑戦！

次の3つのうち、どれが一番多くの硬貨を支えられると思いますか？

• A：平らな紙の橋
• B：コの字に折った橋
• C：じゃばらに折った橋

実験する前に、一番強そうだと思う形を選んでみましょう。

「なぜそう思ったのか」も考えておくと、あとで結果を比べたときに発見が増えます。

大切なのは、最初から正解を当てることではありません。自分の予想を、実際に試して確かめることです。

実験の準備｜用意するもの

• A4コピー用紙：3枚以上（同じ種類・厚さ）
• 同じくらいの高さの厚めの本：2冊
• 同じ種類の硬貨：必要な枚数（例：10円玉）
• 重りを載せる軽い厚紙：1枚（4～5cm角を目安）
• 定規
• 鉛筆
• 記録用紙
• 硬貨が落ちたときに受けるトレー（あれば便利）

本の代わりに、同じ高さで安定して置ける箱などを使っても構いません。

何度も試したい場合は、コピー用紙を多めに用意しましょう。

今回の基本実験では、テープやのりを使わず、紙1枚の折り方を変えて比較します。

安全に実験するためのお願い

• 本や箱は、ぐらつかない安定した机の上に置いてください。
• 本や硬貨が落ちてもけがをしないよう、周囲を片づけてください。
• 硬貨などの小さなものは、乳幼児の誤飲に注意してください。
• 必要に応じて、大人と一緒に実験してください。
• 橋が大きく傾いたり、危険を感じたりした場合は中止してください。

実験のルールを決めよう

今回の目的は、同じ種類の紙でも、形によって重りを支える力が変わるのかを調べることです。

そのため、折り方以外の条件をできるだけそろえます。

今回は、次の条件を目安にしてみましょう。

1. 同じ種類・厚さのA4コピー用紙を1枚ずつ使う。
2. 本と本の向かい合う端の間隔を20cm程度にする。
3. 紙の長い辺（29.7cm）が橋の長さ方向になるように置く。
4. 紙の両端を、本の上にできるだけ均等に載せる。
5. 重りを載せる厚紙は、毎回同じものを使う。
6. 厚紙を橋の中央に置き、同じ種類の硬貨を1枚ずつ静かに載せる。
7. 橋が支えられなくなったときの枚数と、曲がり方・崩れ方を記録する。

本と本の間隔20cmは、今回の実験のために設定した目安です。

実際に紙を渡してみて、橋が安定しない場合は調整してください。

ただし、間隔を変更した場合は、その長さを記録し、3種類の橋で同じ間隔を使いましょう。

本は、紙が下に曲がってもすぐに机に触れない程度の厚さがあるものを使います。ただし、安全のため高く積み上げないでください。

重りを載せる厚紙について

硬貨をできるだけ同じ位置に載せるため、今回は小さな厚紙を使用する方法を紹介します。

厚紙の大きさは、まず4～5cm角程度を目安にします。

ただし、この大きさで3種類すべての橋に安定して載せられるかは、実際に確認する必要があります。

安定しない場合は、大きさや厚さを調整してください。

厚紙の大きさを決めたら、できるだけ3種類とも同じものを使うことが大切です。

もし橋の形によって置き方を変えなければならなかった場合は、その違いも記録しましょう。

厚紙自体の重さや、橋との接触の仕方も実験結果に影響する可能性があります。

今回の「強い橋」はどうやって決める？

橋の強さには、重さを支える力、曲がりにくさ、安定性など、いくつかの意味があります。

今回の実験では、同じ条件で何枚の硬貨を支えられるかを強さの目安にします。

ただし、硬貨をたくさん載せられても、大きく曲がったり、左右に傾いたりする橋があるかもしれません。

そのため、硬貨の枚数だけでなく、橋の様子も記録します。

何枚まで支えられたら成功？

硬貨を1枚載せるたびに、静かに手を離して、橋が重りを支えられるか確認しましょう。

次のような状態になったら、実験を終了します。

• 橋の中央が下に曲がり、机などに触れた。
• 橋が折れ曲がったり、崩れたりした。
• 橋が本から外れた。
• 橋が大きく傾き、重りを安全に支えられなくなった。

例えば、7枚までは支えられ、8枚目で崩れたなら、記録するのは7枚です。

硬貨を1枚も支えられなかった場合は、「0枚」と記録します。

用意した硬貨をすべて載せても橋が崩れなかった場合は、「○枚以上」と記録しましょう。その場合、実際の最大枚数はまだ分かりません。

硬貨を載せるときに手が当たったり、厚紙だけが滑って落ちたりした場合は、橋そのものが重さに耐えられなかった場合と区別してください。

必要に応じて、新しい紙で試し直しましょう。

実験①｜平らな紙の橋

最初は、紙を折らずにそのまま橋を作ります。

これが、ほかの形と比較するための基準になります。

実験の手順

1. 2冊の本を20cm程度離して置く。
2. A4コピー用紙を1枚、長い辺が本と本を結ぶ向きになるように渡す。
3. 橋の中央に、重りを載せる厚紙を静かに置く。
4. 厚紙の中央に、硬貨を1枚ずつ載せる。
5. 橋が支えられなくなったら、最後に支えられた枚数を記録する。

健太：「平らな紙でも、少しくらいなら支えられるかな？」

恵子：「硬貨を載せる前と後で、紙の曲がり方も比べてみようよ」

観察ポイント

• 硬貨を載せる前から曲がっている？
• 硬貨を増やすと、どこが曲がる？
• 橋の中央は、どのくらい下がった？
• 最後はどのように支えられなくなった？

紙が自分の重さだけで大きく曲がってしまった場合も、そのまま観察結果として記録しましょう。

実験②｜コの字に折った橋

次は、紙の両端を上に折って、コの字の橋を作ります。

紙の一部が立ち上がることで、曲がりにくさは変わるでしょうか？

実験の手順

1. 新しいA4コピー用紙を1枚用意する。
2. 紙の長い辺に沿って、左右の端をそれぞれ約3cmずつ上に折る。
3. 折り目をつけ、両端が壁のように立つ形にする。
4. 平らな橋と同じ間隔にした本の間に渡す。
5. 中央に同じ厚紙を置き、硬貨を1枚ずつ載せる。
6. 支えられた枚数と、橋の変化を記録する。

完成した紙を橋の端から見ると、底が平らで両側が立ち上がった「コ」の字に近い形になります。

恵子：「紙の両端が、壁みたいになったね」

健太：「さっきより曲がりにくくなるかな？」

観察ポイント

• 平らな橋より重りを多く支えられた？
• 中央はどのくらい曲がった？
• 立ち上がった部分が倒れたり、開いたりした？
• 左右に傾くことはなかった？

折った部分が開いてしまった場合も、その様子を記録しましょう。

実験③｜じゃばらに折った橋

最後は、山折りと谷折りを交互に繰り返して、じゃばらの橋を作ります。

ところで、「じゃばら」とはどんな形なのでしょうか？

ミニ辞書｜じゃばらって何？

じゃばら（蛇腹）とは、紙などを山折りと谷折りで交互に折り、山と谷が繰り返し並ぶようにした形のことです。

アコーディオンの伸び縮みする部分や、扇子を折りたたむ仕組みにも、似た形が使われています。

• 山折り：紙が山のように盛り上がる形に折ること。
• 谷折り：紙が谷のようにくぼむ形に折ること。

じゃばら折りにすると、平らな紙とは違う、でこぼこした立体的な形になります。

今回は、この形が橋の強さにどう関係するのか調べてみましょう。

実験の手順

1. 新しいA4コピー用紙を1枚用意する。
2. 紙の長い辺と平行に、約2cm間隔で折り目をつける。
3. 山折りと谷折りを交互に繰り返し、じゃばらの形にする。
4. じゃばらを適度に広げ、折り目が橋の長さ方向に伸びるようにする。
5. ほかの橋と同じ間隔にした本の間に渡す。
6. 中央に同じ厚紙を置き、硬貨を1枚ずつ載せる。
7. 支えられた枚数と橋の変化を記録する。

ここが大切！

じゃばらの折り目は、本と本を結ぶ橋の長さ方向と平行にしてください。

A4用紙の短い辺（21cm）の幅の中で、約2cmずつ折り進めるイメージです。

折り目を橋の幅方向に向けると、今回とは違う実験になります。

また、じゃばらの広げ方によって、山の高さや橋全体の幅が変わります。

中央に厚紙が安定して載るかを確認し、完成した橋の幅や山の高さも記録しておくと、同じ実験を再現しやすくなります。

健太：「こっちは山がたくさんある！」

恵子：「でも、山の数を変えたら、強さも変わるのかな？」

もこあい先生：「いい疑問ね。まずは今の形で調べて、あとから折り方を変えて比べてみましょう」

観察ポイント

• じゃばらの山はつぶれた？
• 折り目が横に広がった？
• 橋の中央はどのくらい曲がった？
• ほかの橋と比べて、どんな違いがあった？

実験結果を比べてみよう

3種類の橋を試したら、結果を表にまとめます。

どの橋が一番多くの硬貨を支えられたでしょうか？

※用意した硬貨をすべて載せても支えられた場合は「○枚以上」と記入してください。

余裕があれば、同じ形を新しい紙で3回ずつ試してみましょう。

同じ折り方でも、結果が少し違うことがあります。

折り目の角度、紙の置き方、重りの位置などが影響しているのかもしれません。

繰り返して調べることで、1回だけでは分からなかったことが見えてきます。

研究所からの質問

• 一番多く硬貨を支えたのはどの橋？
• 一番早く曲がり始めたのはどの橋？
• 予想と結果は同じだった？
• 一番多く支えた橋は、一番曲がりにくい橋でもあった？
• 同じ形で繰り返したとき、結果はどう変わった？

枚数だけでなく、なぜその結果になったのかを考えてみましょう。

なぜ、紙を折ると丈夫な橋になるの？

紙の橋に重りを載せると、中央が下に曲がろうとします。

平らなコピー用紙は薄いため、このような曲がる力に抵抗しにくい形をしています。

ところが、コの字やじゃばらに折ると、紙の一部が立ち上がった立体的な形になります。

このような形は、条件によって平らな紙よりも曲がりにくくなることがあります。

つまり、紙そのものが別の材料に変わったわけではなく、形の違いによって、橋全体の重さを支える能力が変わるのです。

ただし、折れば必ず強くなるわけではありません。

折り目の方向や数、橋の長さ、力のかかり方などによって結果は変わります。

ミニ辞書｜たわみとは？

たわみとは、板や棒などが力を受けて曲がることです。

例えば、定規の両端を支えて真ん中を押したときの曲がり方も、たわみの一例です。

ミニ辞書｜構造とは？

構造（こうぞう）とは、ものを形づくる部分の組み合わせや、組み立てられ方のことです。

今回の実験では、同じ紙でも、平らな形、コの字、じゃばらという違いがあります。

こうした形の違いも、ものの曲がりにくさや重さを支える力に関係しているのです。

コラム｜実生活にもある！形を工夫して強くするしくみ

紙の橋で試した「形を工夫する」という考え方は、私たちの身の回りでも使われています。

普段は気にしないものにも、材料を効率よく使うための工夫が隠れているのです。

① 段ボール｜波形の紙が入っている

段ボールの断面を見たことはありますか？

多くの段ボールには、平らな紙の間に波形の紙が入っています。

この波形の紙と平らな紙を貼り合わせることで、比較的軽い材料でも、曲がりや圧力に耐えやすい構造にしています。

また、波形の部分にある空間は、外からの衝撃を和らげる働きにも関係しています。

波形の紙だけでなく、それを挟む平らな紙にも大切な役割があります。

② 波形の屋根｜薄い板にも形の工夫

倉庫や物置などの屋根には、波のような形をした金属板が使われていることがあります。

薄い金属板でも、波形に加工することで、特定の方向に曲がりにくくできます。

ただし、波の向きや力のかかり方によって、曲がりにくさは変わります。

どんな方向からの力にも、同じように強いわけではありません。

③ 本物の橋｜材料の断面にも工夫がある

本物の橋や建物には、断面が「I」や「H」のような形をした鋼材が使われることがあります。

このような形には、材料を効率よく配置して、曲がる力に抵抗するという工夫があります。

もちろん、実際の橋では、鋼材の形だけでなく、材料の種類や支え方、全体の設計も重要です。

今回の紙の橋は、本物の橋づくりにもつながる、形と強さの基本的な考え方を体験できる実験なのです。

もこあい研究所からの小さな挑戦！

身の回りで、波形や折り目、立体的な形になっているものを探してみましょう。

そして、こんなことを考えてみてください。

• どうして、この形になっているのかな？
• 平らな形だったら、どうなるかな？
• 同じ材料でも、形を変えると使いやすさが変わるかな？

「なぜ、この形なんだろう？」

そう考えてみると、いつも見ているものにも、新しい発見があるかもしれません。

追加研究｜もっと強い紙の橋を設計しよう！

3種類の橋を作ったら、自分で工夫する研究にも挑戦してみましょう。

最初の実験で気になったことを、一つ選んで調べてみるのもおすすめです。

挑戦①｜じゃばらの折り幅を変える

じゃばらの折り幅を2cmから1cmに変えたら、どうなるでしょうか？

折り幅を変えると、折り目の数や山の高さなども変わるため、結果が違ってくる可能性があります。

完成した形を記録し、どんな違いが出るのか比べてみましょう。

挑戦②｜本と本の間隔を変える

本と本の間隔を15cm、20cm、25cmに変えたらどうなるでしょうか？

この実験では、紙の種類と折り方、重りの載せ方をそろえて、本と本の間隔だけを変えます。

間隔が広くなると、橋の曲がり方はどう変わるでしょうか？

挑戦③｜自分だけの橋を作る

コの字やじゃばら以外にも、紙の折り方はたくさんあります。

折る位置や形を工夫して、自分だけの橋を設計してみましょう。

最初は、A4コピー用紙1枚、テープなしという条件のままで挑戦します。

完成したら、ほかの橋と同じ条件で重りを載せて比べてみてください。

実験に失敗したらどうする？

紙の橋がすぐに崩れてしまった。

予想していた形が、一番多くの硬貨を支えられなかった。

同じ橋を作ったつもりなのに、1回目と2回目で結果が違った。

そんなときも、研究は終わりではありません。

何が起きたのかを観察し、理由を考えてみましょう。

• 折り目が開いてしまった？
• 橋が左右に傾いた？
• 重りを置く位置がずれた？
• 紙が途中で折れ曲がった？
• 本と本の間隔が変わっていなかった？

例えば、じゃばらの橋が横に広がって崩れたなら、折り目の数や広げ方を見直すことができます。

その場合は、新しい紙を使い、何を変えたのかも記録しましょう。

予想どおりの結果にならなかったことも、大切な実験結果です。

うまくいかなかった理由を考えることが、次の工夫につながります。

保存用｜紙の橋の研究記録シート

実験の結果を、次のシートにまとめてみましょう。

ノートに書き写したり、必要に応じてブラウザの印刷機能（Ctrl＋P）を使ったりして、記録に活用してください。

※予想した結果と違っていても、予想を書き直す必要はありません。最初に考えたことと、実験で分かったことを比べることが大切です。

まとめ｜一番強い紙の橋は見つかった？

今回は、A4コピー用紙を使って3種類の紙の橋を作り、重りを支える力を比べる方法を紹介しました。

今回の大切なポイントを振り返ってみましょう。

• 同じ紙でも、折り方によって曲がりにくさが変わることがある。
• 平らな橋、コの字の橋、じゃばらの橋では、形や重りの支え方が違う。
• 公平に比べるには、紙の種類、本の間隔、重りの載せ方などをできるだけそろえることが大切。
• どの形が一番多く支えられるかは、折り方や実験条件によって変わる。
• 予想と違う結果や失敗も、次の研究につながる。

健太：「じゃばらの数をもっと増やして、もう一回やってみたいな！」

恵子：「私は、本と本の間隔を広げたらどうなるのか気になる！」

もこあい先生：「いいわね。実験で新しい疑問が生まれることも、大切な発見なのよ」

身近にある1枚の紙にも、まだ知らない工夫が隠れているかもしれません。

あなたなら、どんな橋を作りますか？

保護者の方へ｜実験を楽しむために

この活動では、どの形が一番強いかを当てること以上に、予想する・条件をそろえる・観察する・考えるという過程を大切にしています。

実験結果が予想と違っていた場合も、「どうしてそうなったと思う？」「次は何を変えてみたい？」と問いかけてみてください。

答えを急いで教えるより、子ども自身が考える時間を作ることで、新しい疑問が生まれるかもしれません。

また、実験では本や硬貨を落としてけがをしないよう、安定した場所で実施してください。

小さなお子さんが参加する場合は、誤飲や落下の危険に注意し、大人が付き添ってください。

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参考資料

この記事の実験方法と科学的な説明を検討する際に、次の資料を参考にしました。

• Science Buddies｜Build the Best Paper Bridge（英語）紙を折って橋を作り、硬貨などの重りを使って比較する科学教育教材。
• オーストラリア国立大学｜Paper Bridge Challenge（英語）紙の橋の形と、重りを支える能力の関係を調べる実験教材。
• Fibre Box Association｜What is Corrugated?（英語）段ボールの波形構造と、平らな紙との組み合わせについての解説。

※参考資料で紹介されている実験と、本記事の具体的な重りの載せ方や実験条件は、必ずしも同じではありません。

実験についての補足：この記事は家庭でできる実験方法を紹介するものです。紹介した具体的な条件での実測結果は掲載していません。紙の種類や折り方、実験環境によって結果は異なります。