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モーターもついていないのに、どうしてボートが走るの?

洗剤せんざいをちょっとつけるだけで動くって、ほんとう?

牛乳にゅうパックで作ったボートを水に浮うかべ、後ろに洗剤を 1 滴てきつけてみます。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しらべましょう。

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. もう一度やるときは、水をかえる。洗剤が残のこった水では、どうなるだろうか。
図上から見たボート

みどりの矢印じるしは、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、すぐに水で洗あらう。

グラフボートの速さ

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(表面張ちょう力)は、きれいな水 73・洗剤の水 35(mN/m という単位たんい。洗剤の水は 30〜40 の実測じっそくの目安)。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、水の抵抗ていこうは、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よわくなったから、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、ここなら試ためせるぞ。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かわります。