サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
皆さんは、理科の授業で「水圧」の実験をしたことを覚えていますか？ペットボトルにいくつか穴を開けて、水がどのように出ていくかを観察する、あの有名な実験です。今回は、その実験の様子を映像に収めてみました。用意するのは、上・中・下にそれぞれ穴を開けたペットボトル。ここに水を注いだら、水は一体どんな軌跡を描くのでしょうか？
さあ、シンキングタイムです！
・上の穴から出る水が一番勢いがいい？
・それとも下の穴から出る水が一番勢いがいい？
・水の勢いはすべての穴で同じ？
頭の中でじっくりと水の動きを想像してみてください。
さて、答え合わせです。実際に水を注いでみると、結果は動画のようになります。
一番下の穴から出る水が最も勢いよく、遠くまで飛んでいくのが分かりますね。一方で、真ん中の穴からはそこそこの勢いで、一番上の穴からはチョロチョロとしか水が出てきません。
なぜ、このような差が生まれるのでしょうか？この現象の鍵を握るのが「水圧」です。水圧とは、水の重さによって生じる圧力のこと。水は重力の影響を受けるため、深い場所にある水ほど、その上にある大量の水の重さを支えなければなりません。つまり、深ければ深いほど、より強い圧力がかかるのです。
この実験では、一番下の穴が最も深い位置にあります。そのため、その上にあるすべての水の重さがのしかかり、強い水圧がかかります。結果として、水は勢いよく飛び出していくのです。反対に、一番上の穴は水面から最も近いため、かかる水圧はほとんどありません。だから、ちょろちょろとしか水が出ないわけです。
今回の実験で、身近な水が持つ「力」の一端を感じていただけたのではないでしょうか。この水圧の原理は、ダムの設計や水道管の仕組みなど、私たちの社会のいたるところで活用されています。ぜひ、身の回りの水の流れに隠された力を探してみてください。
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