水に浮かぶ1円玉のおどろきの秘密!

おもしろ実験

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」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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