紙パックは捨てないで!自宅で水圧をはかってみよう!


水圧を測定する実験では、円筒容器にふたをして、水に沈めていくという実験が一般的かと思います。
今日はそんな水圧の測定実験を、安く簡単に行う方法について紹介します。

本校のI先生から教えていただいた実験をもとに、考えてみたのですが、楽に安くて、
ある程度よい精度で水圧を測定することができるおすすめ実験です(^^)

科学のレシピ

用意するもの

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電子天秤、ビーカー、紙パック容器、水槽、マジック、定規

方法

まずは水槽に紙パックを沈めてみましょう。深さとともに水圧が大きくなっていくことを感じることができます。

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次に、3cm、6cm、9cmと紙パックの下から印をつけて、3cmの深さになるまで手で固定します。

この状態にして上からビーカーに水をいれて、ゆっくりと注いでいきます。
紙パックが手を放しても、深さ3cmで止まるまで水をいれていきましょう。

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これが水圧と容器の重さがつりあったところなので、この容器にはたらく重力が水圧による
力の大きさを示しているということになります。

質量をはかってみると、

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となりました。水圧を計算してみましょう。56gの物体にはたらく重力は

0.056[kg]×9.8[m/s^2]=0.54[N]

容器の面積は、縦が4.5cm、横が4cmなので、

0.045[m]×0.04[m]=0.0018[m^2]

水圧を計算すると、

P=0.54[N] / 0.0018[m^2] = 300 [Pa]

となります。

理論で考えると、深さ3cmの水圧は、

P=ρhg=1000[kg/m^3]×0.03[m]×9.8[n/s^2]= 294 [Pa]

となり、おおざっぱな実験でありながらも、この値まで求めることができます。同じように、6cm、9cmと実験をして、横軸に推進、縦軸に水圧をとるというように
実験をすることができます。

実験道具が安いという特徴もありますが、なによりわかりやすいということも利点としてあげられるとおもいます。

この方法なら、自宅で行うことも可能です。自由研究にもいかがでしょうか。

・深海で水圧にたえていきる生物を授業でも紹介しています。こちらの本がおすすめです。

追記

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