始めに、この動画を見てください!
なぜこうなるかわかりましたか?
ちなみにこの実験、NHK for schoolの「考えるカラス#2」で紹介されています!興味のある人はそちらも見てください!
さて、この現象についてですが、表面張力と浮力に関係しています。具体的には、水の表面の形状(メニスカス)と、それに伴う力のバランス(物体が安定する位置)が関わっています。
1円玉の場合
1円玉は非常に軽いですが、水よりも密度が大きいため、1円玉が浮かんでいると、表面張力の影響で水面が凹みます。
下の写真を見てください。先ほどの説明を言い換えると、1円玉は水よりも密度が大きいため、水面よりも下に向かおうとします。
コルクの場合
コルクは軽くて浮力が大きく、1円玉ほど表面張力の影響を受けません。つまり、水に浮きやすいため、上に向かう力がはたらきます。
下の写真を見てください。たしかに、コルクは1円玉と違って水面の上にありますね。
水をコップのふちぎりぎりまで入れた場合
コップの水を淵ぎりぎりまで入れると、コップの縁の水面の様子が変わります。表面張力によって、水面がコップのふちよりも高くなりますよね?
- 1円玉の動き: 先ほど説明した通り、「1円玉は水よりも密度が大きいため、水面よりも下に向かおうとします」つまり、山型の水では端(外)の低い方へ動こうとします。
- コルクの動き: 木は水よりも軽いので、「水に浮きやすいため、上に向かう力がはたらく」ので、上にいこうとします。つまり、山型の水では真ん中の高い方へ動こうとします。
まとめ:
- 一円玉は水よりも重たいので、下にいこうとします。つまり、山型の水ではフチ(外)の低い方へ。谷型の水では真ん中の低い方へと移動します。
- 木は水よりも軽いので、上にいこうとします。つまり、山型の水では真ん中の高い方へ。谷型の水ではフチ(外)の高い方へ移動します。
どうでしょうか。わかってもらえたでしょうか?
おうちでも簡単にできる実験なので、ぜひ試してみてください^^
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