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水の高さとエネルギー

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

  • ペットボトルの側面に、何ヶ所か小さな穴をあけておきます。ここから流出する水の勢い(流速)を比較してみます。(穴は画びょうなどであけられますがけがをしないように注意してください。)
  • 下にある穴ほど水の勢い(流速)が強いことがわかります。
  • 高いところにある水ほど「位置エネルギー」というエネルギーが大きくなっています。水面から下に進むと、深いところほど「位置エネルギー」が減る代わりに水圧が高くなります。この水圧で水が流出しますので、水圧が高い所ほど流速が大きくなります。つまり、水面での「位置エネルギー」が出口では「運動エネルギー」に変わり、下にある穴ほど流速が大きくなっているのです。
  • 流体はこのように、「位置エネルギー」、「圧力のエネルギー」、「運動エネルギー」などを持っていて、それらの合計が流体のエネルギーとなります。

【キーワード】 流体のエネルギー
【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、P98−101.

更新日:2011.8.1