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水中からピンポン球を取り出す

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

  • 水槽の中にペットボトルを沈めて水を入れ、さかさまにします。
  • ペットボトルの口にピンポン球をつけます。
  • ペットボトルをゆっくり引き上げていき、水から取り出します。ピンポン球は落ちません。
  • ピンポン球が水中にあるときは、ピンポン球には上向きに浮力がはたらくのでペットボトルから離れることはありません。
  • ピンポン球が空気中に出てくると、「丸いものをペットボトルにくっつける」と同じことが起こります。
  • つまり、ペットボトルとピンポン球のすきまの水圧はほぼ大気圧になっています。ペットボトルの上部では、水の高さ分だけ大気圧よりも水圧が低くなっています。
    (上下の圧力の差)=(水の密度)×(重力加速度)×(高さの差)
  • 下部の水圧はほぼ大気圧ですが、球の重さをささえる分だけ大気圧よりも少しだけ低い圧力になっています。このわずかな圧力差を作っているのは表面張力のはたらきです。
【キーワード】 深さと圧力、表面張力
【関連項目】 落ちない水丸いものをペットボトルにくっつける
【参考】 TPMエイジ編集部編「からくり改善虎の巻」JIPMソリューション、P74−75.
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.
石綿良三「図解雑学流体力学」ナツメ社、P18−19.
更新日:2016.6.2