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霧吹き1(途中を細くすると)

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

  • 霧吹き(スプレー)のしくみにはいくつかの方法があります。一つの方法として、ここでは「絞り」による方法を確かめています。パイプの途中を細くすることを絞りといいます。
  • ストローの途中に穴を開けておき、はじめはそのまま吹いてみます。あまり水しぶきはできません。穴の位置の空気の流れはストロー出口とほぼ同じ速さですので、両者の圧力はほぼ同じ大きさになります。パイプの中では粘性摩擦がはたらいているため上流側ほど圧力が高くなります(管摩擦損失)ので、穴の位置の圧力はストロー出口の圧力(大気圧に等しい)よりやや大きくなります。
  • 次に、穴の少し手前のあたりを指で少しつぶすと、水しぶきがたくさん出ます。ストローの途中を細くすると、つぶした付近ではストロー出口(圧力は大気圧)よりも流れが速くなり、ベルヌーイの定理からそこの圧力が低くなる(大気圧より低い)のでまわりの水を吸い込みます。これが水しぶきとなって出るのです。
  • この方法は途中でパイプを細くすること(絞り)に意味があるのです。
【キーワード】 絞り、ベルヌーイの定理、管摩擦損失
【関連項目】 霧吹き2
【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、P186-191.
ロゲルギスト「続物理の散歩道」(1964)、岩波書店、P153-157.
種子田定俊「誤解の多いベルヌーイの定理」日本物理学会誌、Vol.50、No.12(1995)、p.972-973.

更新日:2013.8.1