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穴の開いたペットボトル

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

  • 側面に小さい穴(直径1.5mmや直径5mm)の開いたペットボトルを用意します。ビニールテープなどで穴をふさぎ、水を入れ、ふたをします。
  • ビニールテープをはがしても穴から水が流出することはありません(ただし、穴を大きくすると流出します)。
  • 上下に開いた二つの穴を使うと、下の穴から水が流出し、上の穴から空気が吸い込まれます。
  • 以上は表面張力に関する実験です。
  • 一つの穴の場合に水がこぼれなかったのは、穴の大きさ程度の高さによる圧力の差(=水の密度×重力加速度×高さ)が表面張力による力で支えられていたからです。このとき、穴と同じ高さの水はほぼ大気圧になっています。5mmの穴でもだいじょうぶでした。
  • 高さの違う二つの穴を開けた場合は、この2点間の圧力差を二つの穴にできる水の膜で支えなければならないのですが、表面張力による力はそれほど大きくなく、水の膜が破られて水が流出したのです。

【キーワード】 表面張力、深さと圧力
【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、P62−67.
石綿良三「図解雑学流体力学」ナツメ社、P48−49 および P18−19.
更新日:2010.8.5