Uskomaton Ilmanpaine: Pöytä Ylös Muovilevyllä! (467 kg voima yhdellä alustalla)

Tervehdys! Olen Ken Kuwako, tiedekouluttaja. Joka päivä on kokeilun arvoinen!

Ilma, joka täyttää kaiken ympärillämme. Se on niin itsestään selvä asia, ettemme juuri koskaan ajattele sen painoa tai voimaa. Mutta entä jos tuo näkymätön ilma kätkee sisäänsä niin suuren tehon, että se pystyisi nostamaan kevyesti painavan pöydän? Tänään esittelen hämmästyttävän tiedekokeen, jossa voit kokea ilman piilotetun voiman – ”ilmanpaineen” uskomattomuuden – vain yhdellä muovilevyllä (esim. kansio tai alusta)!

【Tämä artikkeli on julkaistu myös radiona.】

Kun koulussa opetetaan ”painetta”, tyhjän tölkin murskaaminen ilmanpaineella on klassikkokoe, mutta se vaatii hieman vaivalloista valmistelua. Jos haluat kokea ilmanpaineen voiman helpommin ja dramaattisemmin, tämä ”pöydän nostaminen muovilevyllä” -koe on täydellinen. Tarvitset vain ”pöydän” luokkahuoneesta tai kotoa, sekä ”muovilevyn” ja ”imukuppeja”, joita saa jopa edullisesti. Valmistelu vie hetken, mutta se tarjoaa oppilaille samanaikaisesti hämmästyksen (”Mitä?! Tällaisellako?”) ja tunteen (”Ilman voima on näin suuri!”).

Tämä koe onnistuu niin luokkahuoneessa, laboratoriossa kuin kotisohvallakin. Nauti hetkestä, jolloin ”ilman voima tulee näkyväksi”!

Kokeen valmistelu ja ohjeet

◆ Tarvikkeet (yhdelle ryhmälle)

 
• Muovilevy / Alusta (B5-koko) … 1 kpl

 

• Imukuppeja (halkaisija n. 3.6 cm) … 2 kpl

Huom: Ostin molemmat itse edullisesti (esim. 100 jenin kaupasta/Seria).

Valmistelin 12 levyä ja 24 imukuppia ryhmien määrän mukaan.

▼Esimerkkituote:

 
• ”Mini-superkoukku imukuppikiinnityksellä, 5 kpl” (n. 110 jeniä sis. verot)

 

• Vastaavia tuotteita löytyy myös Amazonista ja Rakutenista.

◆ Kokeen suoritus

 
1. Pyyhi pöydän pinta puhtaaksi ja aseta muovilevy tasaisesti siten, ettei sen alle jää rakoa.

 

2. Paina kaksi imukuppia tiukasti kiinni muovilevyn keskiosaan.

 

3. Ota kiinni imukuppien kahvoista molemmin käsin ja nosta niitä hitaasti ylöspäin.

【Onnistumisen salaisuus】

Kokeen avain on nostaa ”hitaasti”. Jos vedät liian rajusti, ilmaa pääsee muovilevyn ja pöydän väliin, ja vain imukupit irtoavat. Kun lisäät voimaa pikkuhiljaa, pääset kokemaan sen ihmeellisen tunteen, kun koko pöytä nousee ilmaan, muovilevyn ollessa tiukasti kiinni.

Miksi muovilevy nostaa pöydän?

Pöytä ei todellakaan leijaile ylös taianomaisesti. Tämän ilmiön pääosassa on maapalloa ympäröivän ilman paino, eli ”ilmanpaine” (tai atmosfäärinen paine). Normaalisti ilmanpaine kohdistuu muovilevyyn yhtä suurena sekä ylhäältä että alhaalta, jolloin voimat ovat tasapainossa. Mutta kun asetat muovilevyn tiiviisti pöytää vasten, ilma muovilevyn ja pöydän välistä poistuu, jolloin alhaalta tuleva ilman voima lähes lakkaa toimimasta.

Tämän seurauksena näyttää siltä, että vain muovilevyn yläpuolella oleva valtava ilmapatsas painaa sitä alas. Koska tämä näkymätön voima on uskomattoman voimakas, muovilevy puristuu tiukasti pöytää vasten, ja kun yrität nostaa levyä, se nostaakin koko pöydän mukanaan!

Tämä on sama periaate kuin siinä, että voit juoda mehua pillillä tai siinä, että seinään kiinnitetty imukuppi pysyy paikallaan. Maailmamme on täynnä ilmanpaineen luomia ihmeitä.

Tiedettä: Lasketaan ilmanpaineen voima!

Kuinka suuri voima tähän B5-kokoiseen muovilevyyn (182 mm × 257 mm) itse asiassa kohdistuu? Lasketaan se ja hämmästytään tuloksesta.

Oletetaan maanpinnan ilmanpaineeksi noin 1000 hPa (hehtopascalia). Tämä tarkoittaa, että yhtä neliömetriä kohti kohdistuu noin 100 000 N (newtonin) voima. Kaava on seuraava:

F(Voima)=P(Paine)×S(Pinta-ala)

F=100000Pa×0.182m×0.257m≈4677N

Kun tämä 4677 N voima muunnetaan massaksi, se vastaa uskomatonta noin 467 kg:n painoa! Tämä on saman verran kuin kolmen sumopainijan tai pienen lehmän paino. Uskomatonta, että vain yhden muovilevyn päälle kohdistuu näin valtava voima, eikö totta? Myös meidän kehomme on jatkuvasti tämän näkymättömän voiman kannattelema.

Lisäoppimisen ideoita

Lasketaan tätä uskomatonta voimaa myös tutummilla mittakaavoilla.

 
• Mikä on kämmenen (n. 15 cm × 10 cm) päälle kohdistuva ilman voima? Laskettaessa se on noin 150 kg! Kämmenesi päällä lepää siis jatkuvasti aikuisen miehen painoa vastaava voima.

 

• Entä etusormen kynnen (n. 1 cm²) päälle? Noin 1 kg. Kuvittele, että kynnen päällä on litran maitotölkki!

Voi olla myös mielenkiintoista käyttää opetusvälineitä, kuten Narikan ”Gumupita-kun” -nimistä välinettä. Pöytään tiukasti tarttumisen tunne saa sinut tuntemaan ilmanpaineen olemassaolon entistä suoremmin.

Oletko nyt tuntenut ilman voiman? Kun ymmärrät arjen itsestäänselvyyksiin kätkeytyvät tieteen periaatteet, tavallinen maisema saattaa näyttää hieman erilaiselta. Koe tämä hämmästys kotona tai luokkahuoneessa!

Yhteydenotot ja toimeksiannot

Tieteen ihmeet ja hauskuus lähemmäksi sinua! Olen koonnut selkeästi hauskoja kotona tehtäviä tiedekokeita ja niiden vinkkejä. Selaa vapaasti lisää!

 
• Tietoa ylläpitäjästä, Ken Kuwakosta, löydät täältä

 

• Erilaiset toimeksiannot (kirjoitukset, luennot, kokeilupajat, TV-konsultointi ja esiintymiset) täältä

 

• Artikkelipäivitykset lähetetään X-palvelussa!

Tiede-ideakanavalla julkaistaan kokeiluvideoita!

３月のイチオシ実験！

• 押し花を作ろう！：梅や桜の花の押し花を作ってみましょう。特別なケースに入れると、長く保存できて、しおりにもなります。

テレビ番組・科学監修等のお知らせ

• 「月曜から夜更かし」（日本テレビ）にて科学監修・出演しました。
• 2月27日放送予定「チコちゃんに叱られる」（NHK）の科学監修しました。

書籍のお知らせ

• 1/27 『見えない力と遊ぼう！電気・磁石・熱の実験』（工学社）を執筆しました。
• サクセス15 ２月号にて「浸透圧」に関する科学記事を執筆しました。
• 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
• 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）…　高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。

講師・ショー・その他お知らせ

• 3/20（金）　日本理科教育学会オンライン全国大会2026「慣性の法則の概念形成を目指した探究的な学びの実践」について発表します。B会場 第３セッション： 学習指導・教材（中学校）③　11:20-12:20
• 7/18（土）　教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
• 10/10（土）　秘密兵器「帯電ガン」が炸裂！ビリビリ！ドキドキ！静電気サイエンスショー＠千葉市科学フェスタ（午後予定）
• 各種SNS　X(Twitter)／instagram／Facebook／BlueSky／Threads

Explore

• 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
• 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
• Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
• 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
• 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
• About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
• お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。