おかあさんが台所の洗いおけを丸型から四角い形の物に変えた。すると「前よりも水がひどくはねるようになってエプロンがぬれる」と、こぼしていた。おけの形によって水のはね方が違うかどうか、調べてみたくなった。
実験
丸いおけと四角いおけを両手でゆらして水はねを観察したが、実験できないことが分かった。そこで次の方法で実験した。
① | 積み木を重ねて板をおき、すべり台を作った。 |
② | すべり台の下に板を固定した(ぶつかり板)。 |
③ | おけ(底に丸みのある円い容器、底が直角に近い円い容器、球形の容器、底に丸みがある四角い容器、底が直角に近い四角い容器)に水面の高さが2㎝、4㎝、6㎝になるように水を入れて、それぞれ台の上からすべらせた。四角い形のおけは、ぶつかり板にぶつかる時、一辺がぶつかる方法(辺)と、角がぶつかる方法(角)ですべらせた。 |
⑤ | 最初の水の重さ・すべらせた後の水の重さと水面の高さ・飛び出した幅上部の推測・ぶつかり板にはった紙がぬれた幅を記録し、あふれた水の量を計算した。水が飛び出した時の形を写真に撮った。 |
1)容器からの水はねの形は、容器の形によって違う。
2)底が丸みのある容器の水はねは、はねる高さは低いが飛び出す水は多い。底が直角の容器では反対になる。
3)底が直角の容器は、ぶつかったしゅん間、約半分のエネルギーが直角のかべに吸収されると考えられる。
4)表面が円い容器では、ぶつかったしゅん間に水面に波紋ができる。底が丸い容器では、飛び出す水の形は円いが、直角の容器では王冠のようになる。
5)底が丸みのある場合は、辺→丸→角の順に飛び出す水の量が減っていく。底が直角の場合には角→丸→辺の順になる。ぶつかる直角のかべが長いほどエネルギーが吸収されるからだと考えられる。
丸い形で底が直角のおけが一番良いように思える。しかし、実際は水平面で使うものなので、今回の実験結果とは違うのかもしれない。
四角い容器がぶつかった時の四角い波紋 |
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辺がぶつかった時 |
角がぶつかった時 |