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天井に貼りつく風船

まずは見てみよう!

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どんな実験?

実験手順と種あかし

  • 発泡スチロール板(食品のトレイなど)を円形に切り、穴をあけます。風船の取り付け口をつけておきます(穴をあけたペットボトルのキャップなど。あるいは発泡スチロールの小さな円柱に穴をあけたものなど)。これに風船を取り付けます(この実験では大きさ45cmの風船を使用)。
  • 風船をふくらませてテーブルの上に置くと、すべるように動きます。テーブルと円板の間にせまいすきまができ、ここを空気が流れます。
  • 円板の外周では流れる空気の圧力はほぼ大気圧になりますが、内側では外周よりも流速が大きくなり(運動エネルギーが大きい分だけ圧力のエネルギーが小さくなり)、圧力が大気圧よりも小さくなります。そのため、円板はテーブルに貼りつきます。
  • このとき、円板とテーブルの間に空気の層ができて摩擦が小さくなり、すべるように動きます。
  • 次に、テーブルの下面につけても同様のことが起こり、円板はテーブルに貼りつきます。(コツはできるだけ軽く作ることです。)
  • 一つの流れに沿って上流と下流を比較すると、流速が大きい所(運動エネルギーが大きい)では流速が小さい所(運動エネルギーが小さい)に比べて圧力が小さくなる(圧力のエネルギーが小さい)ことは「ベルヌーイの定理」(流体のエネルギー保存則)というもので説明できます。

【キーワード】 ベルヌーイの定理
【関連項目】 ボールの封じ込め
【参考】

日本機械学会編「流れのふしぎ」講談社ブルーバックス、P102−107.

更新日:2011.10.1