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底にあるものを取り出す2

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

  • 水で満たされたペットボトルの中に銅球が沈んでいて、これを取り出します。中の水ができるだけこぼれないことを条件にします。他に用意したものは、水で満たされた小さなペットボトルとテレホンカード(しっかりとした薄い板なら他のものでもよい)です。
  • ペットボトルのキャップをはずしてテレホンカードを当てます。テレホンカードを指で押さえながらペットボトルをさかさまにします。この状態は、以前公開した「落ちない水」と同じです。
  • 今回は、銅球の重さがありますので軽く手で押さえておき、キャップをはずした小さいペットボトルの上に静かに置きます。テレホンカードを引き抜くと銅球は下に落ちます。
  • 再びテレホンカードを差し込み、大きなペットボトルを元に戻します。
  • 大きなペットボトルをさかさまにしたときに水がこぼれなかったのは、「落ちない水」と同じ原理です。
  • テレホンカードとのすきまの水面では、水の圧力は大気圧になっています。ペットボトルの上部(底)では、「水の密度 ×重力加速度×高さ」の分だけ大気圧より圧力が下がり、ペットボトル内に上下の圧力差ができます。これが中の水の重さを支えています。表面張力は水面がやぶれるのを抑えているだけで、中の水の重さを支えているわけではないことを注意してください。
【キーワード】 深さと圧力、表面張力
【関連項目】 落ちない水
【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、P38−41 およびP62−67.
石綿良三「図解雑学流体力学」ナツメ社、P18−19 およびP48−49.


更新日:2017.12.1