落ちない水（穴の開いたコップ）

まずは見てみよう！

どんな実験？

実験手順と種あかし

• 前に「落ちない水」という実験がありました。それをもう少し調べてみましょう。
• プラコップに水を入れてふたをして、さかさまにします。ふたを押さえている手を離してもふたは落ちず、中の水も落ちません。
• 水が落ちない理由を「下から大気圧で押されているから」とか「表面張力で支えられているから」と説明されることが多いのですが、少し違います。
• コップの中の水が落ちないように支えている力は、コップの中の水の上下の圧力差（＝水の密度×重力加速度×高さ）による力です。つまりふたの上面の水圧はほぼ大気圧（正確には大気圧よりもわずかに低い）であり、コップの底（上部）の水圧はこの圧力よりも「水の密度×重力加速度×高さ」の分だけ低くなってつり合っているのです。
• 表面張力による力は小さく、水の重さを支える直接の力にはほとんどなっていません。表面張力は外の空気と中の水が接するコップの縁付近で、外の空気圧（大気圧）と水圧のわずかな圧力差を支えているのです。
• 次に、底に小さな穴が開いたプラコップで実験してみます（この実験ではピンバイスで直径2mmくらいの穴を開けました）。
• コップ内の上部の圧力が大気圧になりますので、コップ内の水の上下の圧力差がなくなり、水の重さを支える力がなくなってしまいます。そのため、ふたが離れて中の水が落ちてしまいます。

【注意】	プラコップに穴を開けるときには、けがをしないように注意してください。大人の人といっしょにやりましょう。
【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、P48－49およびP18－19.

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