モーターなしで水が噴き出す！2000年前の発明「ヘロンの噴水」の秘密
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
機械もモーターも使っていないのに、水が勝手に噴き上がる」
そんな噴水があったら、信じられますか？実はこれ、今から2000年以上も前に古代ギリシャの発明家ヘロンが考え出した、れっきとした科学の装置なんです。先日、うちの子どもが科学教室で作ってきてくれたので、その仕組みと一緒にご紹介したいと思います。
ペットボトル3本で作る「ヘロンの噴水」
子どもが科学教室で持ち帰ってきたのは、ペットボトル3本を組み合わせて作った手作りの噴水です。
仕組みを簡単に説明すると、こんな構造になっています。
・一番上の段には2本のストローがあり、そのうち1本は一番下の段のペットボトルにつながっています。
・一番下の段のペットボトルには1本のストローがあり、真ん中の段のペットボトルにつながっています。
・真ん中の段のペットボトルには2本のストローがあり、1本は下の段から、もう1本は上の段につながっています。
3本のペットボトルとストローが、まるでバトンをつなぐようにそれぞれ連結されているんですね。
遊び方はとってもシンプル
遊び方は難しくありません。まず装置をひっくり返して、水を一番下のペットボトルに落とします。
そして元の向きに戻すと、なんと上部から噴水が湧き出てくるのです。
電池もモーターも使っていないのに、水が自分から噴き上がってくる姿は、何度見ても不思議な気持ちになりますよね。
種明かしは「空気の圧力」にあり
この噴水のタネは、詳しくはこちらのページにも書かれていますが、じつは空気の圧力にあります。一番上の段から水が下に落ちていくと、下の段に閉じ込められていた空気の層が水に押し出されて、ストームを通って真ん中の段へと移動します。すると今度は、真ん中の段にたまっていた水が、送り込まれてきた空気に押される形になり、その圧力によって上段のストローから水が噴水のように押し上げられる、という仕組みです。
つまりこの噴水は、水そのものの力だけで動いているわけではなく、「水が落ちる力」を「空気を押し出す力」に変換し、その空気の圧力で「別の場所の水を押し上げる」という、エネルギーのバトンリレーのような現象が起きているんです。ポンプもモーターも使わずに、圧力の変化だけで水を持ち上げてしまう。これぞ古代の知恵が生んだ、シンプルながら奥深い物理のマジックと言えるでしょう。
参考：ヘロンの噴水の名前と歴史
名前の由来
ヘロンの噴水は、1世紀ごろの発明家、数学者、物理学者として知られているアレクサンドリアのヘロンが発明した水力装置です。名前はそのまま、発明者とされる「ヘロン」に由来しています。古代ローマ時代のアレクサンドリア（現在のエジプト）で活躍した人物で、「ヘロンの公式」（三角形の面積を求める公式）でも有名です。
動力となるモーターも電力もない時代に、ヘロンは自然のエネルギーだけを利用して噴水を作り上げました。電気もモーターもない古代に、圧力や重力の性質だけを使ってこれだけの装置を発明していたというのは、まさに「古代の科学者」と呼ぶにふさわしい業績です。
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