モーターもついていないのに、どうしてボートが走るの?
洗剤をちょっとつけるだけで動くって、ほんとう?
牛乳パックで作ったボートを水に浮かべ、後ろに洗剤を 1 滴つけてみます。ボートは、どう動くでしょうか。
ボートの後ろに洗剤をつけると、ボートはどう動くのだろうか。
じっけん
ボートの後ろに洗剤をつけて、ボートの動き方を調べましょう。
- 牛乳パックを、5 cm × 3 cm くらいの船の形に切る。後ろのまん中に、小さな切れこみを入れる。
- バットに水をはって、ボートをそっと浮かべる。コショウを水面にパラパラまく。
- つまようじの先に洗剤を少しつけて、切れこみの所の水に、ちょんとつける。ボートとコショウは、どう動くだろうか。
- もう一度やるときは、水をかえる。洗剤が残った水では、どうなるだろうか。
みどりの矢印は、水がボートを引っぱる強さ(前と後ろ)。黒い点はコショウ。ボートは見やすいように、本物より大きくかいています。
用意する物牛乳パック(または食品トレー)はさみ台所用洗剤つまようじコショウバット(または水そう・おふろ)
はさみで手を切らないように気をつける。洗剤が目に入ったら、すぐに水で洗う。
動きは見やすいように、半分の速さにしています。水が引っぱる強さ(表面張力)は、きれいな水 73・洗剤の水 35(mN/m という単位。洗剤の水は 30〜40 の実測の目安)。ボートは牛乳パックで作った 5 cm × 3 cm・1.5 g のつもりです。洗剤の広がる速さ、1 滴の洗剤が広がれる広さ、水の抵抗は、おおよその式で出した目安です。
水の表面は、いつもまわりを引っぱっているんだね。後ろだけ洗剤で引っぱる力が弱くなったから、前に引っぱられて進んだんだ。
洗剤は水面の上をとてもうすく広がって、1 秒で 20 cm くらい進むんだって。だからバットの水面は、あっという間に洗剤でいっぱいになる。水をかえずにもう一度やったら、動かなかったよ。水面が洗剤でいっぱいになると、前も後ろも同じ強さになるからだね。
水の表面は、いつも引っぱり合っている(表面張力)。ボートの後ろに洗剤をつけると、後ろの引っぱる力だけが弱くなり、ボートは前に進む。水面が洗剤でいっぱいになると、もう進まない。
家ではできないことも、ここなら試せるぞ。25 m プールでやったら、どこまで走るかな?
ボタンをおすと、上の図とグラフが変わります。