まず、右の映像を見て下さい！ たねと仕掛けのあるペットボトル・・・ 　　　水をほんの少し入れただけで、 　　　　　　　　　どんどんお水が出てきます。 「さあさ お立ち会い、御用とお急ぎのない方は 　　よってらっしゃい見てらっしゃい !!」 用意するもの ・ペットボトル(500cc) ・曲がるストロー２本 ・ビニールテープ ・ボンド ・水 ・コップ ・水を入れる容器 作り方、やり方 �@ ペットボトルの下の方を、輪切りにします。 　 切る前に、１ケ所、しるしを入れておきましょう。 �A 切ったペットボトルの下の方に、一つ穴パンチで 　 穴を開けます。 　 （写真の一つ穴パンチはダイソーで購入出来ます。） �B ストローを15�pと21�pの長さに切り、 　 右の写真のように、ビニールテープで 　とめます。 �C �Bのストローを�Aのペットボトルの穴に通し、 　　　　　　　　　　　　　 ボンドでとめて乾くまで待ちます。 �D �Cとペットボトルの上をビニールテープでしっかり貼り付けます。 　 �@で入れたしるしのところを合わせてネ！ これで完成で〜す！　それではやってみましょう！ 作ったペットボトルを台の上に置き、水を入れる容器も準備してね。 今度はペットボトルの中の様子に注目して見て下さい。 なぜなの考察、原理 なぜ 少しの水を足しただけで水が出続けたり、ふたを閉めたら止まったりするのでしょうか？ 普段、生活をしてる中で、大気圧に押さえつけられてるなんて感じる人は少ないと思いますが、 大気圧がなかったら、私たちも空中遊泳の状態になってしまいます。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（一度くらいそうなってみたい気もしますが・・・） 大気圧は勿論、私達の体だけではなく、どんな物にもかかっています。 　　　　　　　　今回は「大気圧」と「水圧」に注目して考察してみます。 大気圧は、1cm2あたり約1kg重の重力がかかっています。約1kg重/cm2です。 　　　　　　　　　　 　（これは標高0の場合で、高い山の上に行くほどこの値は少なくなります。） 水圧も、深さに関係しますが、例えば深さ10�pのところの1cm2あたりの水圧は、10g重/cm2です。 今回のペットボトルで考えてみると、一番水位の高いところでも、17�pですので　17g重/cm2です。 大気圧の約1kg重/cm2＝約1000g重/cm2と比べてみると、約60分の１しかないのですね。 それでは、順を追って今回の現象を考えてみましょう！ �@ ペットボトルに水を少し足す前 上で書いたようにどんな物にも大気圧がかかっています。 ペットボトルにも中の水にも、 　　　　　　　あらゆる方向から大気圧がかかっています。 水を少し足す前は、水位はストローの曲がったところよりも下にあって、ストローの上の方には空気がたまっています。 ストローの中の水も大気圧に押さえられているので 上昇することが出来ず、ストローから水は出てきません。 �A ペットボトルに水を少し足した後 少し水を足して、水位がストローの曲がったところよりも 上まで来ると、ストローの中も水で満たされて、 　　　　　　大気圧＋水圧の力で水を押し出そうとします。 一方、ストローの出口のところでは、大気圧の力で、 水が出ないように抵抗をしますが、 　水圧の分、中から押し出そうとする力の方が強いので、 　　　　　　　　　　　　　　　　　 外へ流れていきます。 �B この状態で水位が下がっていったとき このときは水位が下がっても、ストローの中は水で満たされた状態です。そのため �Aと同じように、 ストローの出口のところでは、大気圧で応戦しますが、 　　　　　　　　　　　大気圧+水圧に負けて流れ続けます。 �C ペットボトルのふたを閉めたとき このとき、閉めた直後は、少しだけ水がこぼれます。 こぼれることによって、ペットボトルの上の方にたまった 空気の圧力が大気圧よりも少しだけ下がります。 （少し下がった気圧＋水圧）で、ストローから水を押し出 そうとします。また ストローの出口のところでは、 　　　　　　　　　　　　　 大気圧の力で押さえつけます。 このとき、（少し下がった気圧+水圧）＝ 大気圧となって、うまくバランスがとれるのでこぼれません。 尚、ストローよりもっと太いパイプなどでは、表面張力の バランスがとれなくなるのでこぼれてしまいますが、 ストローくらいの細さだと、この表面張力の力も加わって、こぼれないのですね。 �D ペットボトルのふたを開けたとき このときは、�Bと同じ状態なので、 　　　　　　　　　　　　　　もう一度流れはじめます。 「智恵の楽しい実験教室」 「智恵の楽しい実験教室 各号の紹介」 「おもしろ実験と自由研究」 「色の3原色と光の3原色」 　　　光の3原色(加色混合)と色の3原色(減色混合)の違いをシュミレーションしながら計算方法まで解説しています。 「プラコプターを飛ばそう！」 　　　簡単に出来て、子供たちも飛ばすことに夢中になる実験です。 「行ったり来たり」 　　　ゴムの弾力エネルギーを運動エネルギーに変換。振り子も位置エネルギーを運動エネルギーへ。何だか似てますね。 「フランクリンモーター改良版」 　　　静電気で回る、フランクリンモーター。送電線の絶縁効果を高めたので、よくまわります。 「踊るセメダイン」 　　　表面張力に注目し、わかりやすく解説をしています。 「ファラデーの電磁回転」 　　　世界初の電磁力で動くモーターの作り方と原理、ファラデーの功績を紹介。 「ファラデーの電磁誘導」 　　　1831年にファラデーが発明した電磁誘導の説明と実験を紹介。 「電磁調理器を使ってUFOを飛ばそう!」 　　　電磁誘導を利用して加熱する仕組みの電磁調理器を使って、アルミホイルを浮かせます。 「ピカピカモーター」 　　　1.5vの乾電池1個では点灯しないはずの発光ダイオードが電池1個でクルクル回転しながら点灯します。 「モーター発電＆逆起電力」 　　　モーターは発電機と同じ構造をしていること、モーター回転しているときには逆起電力が発生する仕組みがわかります。ヘンリーの功績も紹介。 「単極モーター」 　　　「単極モーター」は電池、くぎ、磁石、導線があれば、簡単に出来ておもしろいほど回ります。回る原理はくぎからの漏れ磁束が起因してると考えます。フェライト磁石とネオジム磁石の特徴も解説。 「ミニ掃除機」 　　　ミニ掃除機は簡単な工作で作れます。応用版として自動掃除機にも挑戦！ 「イライラ棒」 　　　「イライラ棒」は回路を２回路にしたことで、電極棒がコースから離れてもライトが点灯し続けます。 「電気ブランコ」 　　　「電気ブランコ」はフレミング左手の法則を利用してゆらゆら揺れます。スイッチを工夫したことで電池が持続する限り揺れ続けます。 「イライラ棒」 　　　「イライラ棒2」はリレーを使って自己保持回路を作ることで、電極棒がコースから離れてもブザーが鳴り続けます。最も簡単な自己保持回路の説明を動画でわかりやすく解説しています。 「風船紙コプター」 　　　「風船紙コプター」は風船から出る空気の圧力を利用して、回転しながら上昇をします。 「温風かざぐるま」 　　　「温風かざぐるま」は対流を利用してクルクル回ります。 「くるくる糸」 　　　「くるくる糸」はベルヌーイの定理（流速の速いところでは気圧が下がること）を利用して糸がクルクル回ります。 「アイスキャンデー」 　　　「アイスキャンデー」は氷と塩を使ってマイナス20℃の状態を作り、ジュースを凍らせます。凝固点降下の説明もあります。 「不思議なペットボトル」 　　　「不思議なペットボトル」は水を少し入れただけでどんどんお水が出てきます。大気圧と水圧に注目して考察してみました。 「ファラデーの電磁回転 左側の装置」 　　　「ファラデーの電磁回転 左側の装置」1821年にファラデーが作った世界初のモーターの実験装置の左側の装置の回転方向を検証します。 「電気分解と燃料電池」 　　　「電気分解と燃料電池」は水に食塩を入れて電気分解を行い、その後電気分解で発生した気体（水素と塩素）を使ってモーターを回したり発光ダイオードを点灯させます。 「ガウス加速器」 　　　「ガウス加速器」は磁界に置かれた鋼球(パチンコ玉)がポテンシャルエネルギー(位置エネルギー)を持ち、それを運動エネルギーに変換しながら速度を上昇させていきます。 「くるくるマグネット」 　　　「くるくるマグネット」は磁石2個の間にCDをはさみ、下側の磁石を斜めにした状態で移動させると、上の磁石がクルクル回転します。上の磁石にマスコットを乗せて簡単なおもちゃを工作します。 「コヒーラ」 　　　「コヒーラ」は圧電素子を押して高電圧による火花放電で電磁波を発生させ、その電磁波でアルミホイルの酸化皮膜を破り、モーターを通電状態にします。