ピストンとシリンダー

まずは見てみよう！

どんな実験？

実験手順と種あかし

• メスシリンダーから水を流出させる実験です。
• おもりの重さで水の圧力を大きくして勢いよく流出させてみましょう。
• まず、道具の作り方です。プラコップの上部をはさみで切り、メスシリンダーの内側と同じ直径にします。小さいと水のもれが多くなりますし、大きいと摩擦が大きくなりますので、ちょうどぴったりがいいのです。これをピストンとして使います。
• このコップの下におもりをセロテープで付けます（今回は真ちゅうの円柱。約330gと約660gを使用）。
• メスシリンダーの側面に小さな穴を開けておきます（今回はピンバイスで開けました。ガラス製のメスシリンダーでは穴が開きませんので使えません）。
• メスシリンダーの中に水を入れ、さっきのおもりの付いたプラコップを入れます。そうすると水の勢いが強くなることがわかります。
• おもりの重さ（重力の大きさ）をシリンダー断面の円の面積で受け、(重力の大きさ)÷(面積)＝(圧力) の分だけ内部の水圧が上がります。水のエネルギーが大きくなり、流出速度が速くなります。
• おもりを重くするほど勢いは強くなります。
• [製作のコツ] プラコップが大きすぎるときつくなって勢いが弱まわります。コップの上部は、ちょうどシリンダーの太さに合うように、同じ高さでていねいに切ることが重要です。また、適当なおもりがないときは、プラコップの中にコインをたくさん入れる方法もあります。
• この実験動画はJSPS科研費 18K03956の助成を受けて制作しました。

【キーワード】	圧力、流出速度
【関連項目】	水の高さとエネルギー、噴水2（圧力を利用）
【参考】	石綿良三・根本光正「流れのふしぎ」講談社ブルーバックス、P34-37、P98-101 石綿良三「図解雑学流体力学」ナツメ社、P14-15、P102-193

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