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水中で穴から空気を出す

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

  • プラコップの底に直径2mmくらいの穴を開けます(この実験ではピンバイスで開けました)。
  • これをさかさまにして水の中に沈めると穴から空気が出てきます。やがて空気の流出が止まった後、コップの中にはわずかに空気が残ります。これは穴の上の水圧に比べて中の空気圧がやや高い状態でも表面張力のはたらきで境界が保たれて、高圧側の空気が残っていられるからです。
  • 次に穴を直径0.5mmくらいに小さくして実験してみます(画びょうの先で開けました)。
  • 穴を小さくすると表面張力の影響が強くなり、前述より空気圧が高い状態で流出が止まり、残る空気の量が多くなります。
  • 一般に、寸法が小さくなるほど表面張力の影響は強くなります。
  • 0.5mmの穴の場合の動画で、気泡が吸い込まれているように見えますが、これはビデオカメラが毎秒30コマで撮影されていてこれより周期が少し遅い場合に逆再生しているように見えるためです。実際には穴から気泡が出て、浮き上がっています。
【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】 表面張力
【関連項目】

落ちない水(穴の開いた板で)

【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.
更新日:2019.2.1