水とストローを使った実験について

質問

水(液体)の入ったコップ等にストローを挿し、指で飲み口側の穴を塞いでから持ち上げるとストロー内の水(液体)がこぼれずにストロー内に留まり、指を離すと水はストロー内から流れ出ますよね？
何故、この様なことが起こるのか教えてください。

申し訳ありませんが、外国人の知人から教えて欲しいと頼まれたので、出来るだけ分かりやすく教えていただけたら嬉しいです。

回答No.1

D-JAGA · ベストアンサー

気圧が関係しています。指と水の間の空気が、水が落ちようとすると気圧が下が労とします。そうすると、周りにある空気の方が気圧が高くなるので水を押し上げることになります。また、水が押し上げられると気圧が高くなり、最初の位置に戻ったところで、気圧が周りと等しくなるのでとまります(最初の気圧は周りと同じなので)。
同じ事を利用して、コッブに水を入れておいて、コップのふちと隙間の無いような板で蓋をしてひっくり返し(この時蓋は手で押えておく)、そのまま真上に持ち上げると板が落ちずに水もこぼれないはずです。

お礼

気圧が関係しているのですね！
明日にでも知人に教えようと思います。

ありがとうございました。

回答No.3

sai1958

すでに解答が出ていますので、参考までに質問に関する面白い実験を紹介します。

市販のプラスチックの透明コップ（バーベキュー等の時、ビールを飲むやつ）と、台所等で使う水切りネット（生ゴミの水切りに使うもの）を用意します。ネットの網目が5mm以下のものを選んで下さい。）
ネットをコップ口より少し大きめに切り、これを両面テープなどでしわの無いように平らにコップ口に貼ります。（初めにコップ口にテープを貼ると簡単に出来ます）
ネットでコップ口に蓋をした格好になりますが、ネットですからコップの中に、簡単に水を入れたり出したりできます。
さて、洗面器等に水を入れて、その中に先ほどのコップを入れ、水を満たします。（満杯でなくてもＯＫ）
コップを逆さまにして、まっすぐにゆっくりとコップを水の中から持ち上げると、なんと！
コップの中の水は落ちません。
（持ち上げるとき、コップの底の部分を軽くつまむような感じで、上げて下さい。）
凄く不思議な現象です。

大気圧と水の表面張力のなせる技ですね。

ちなみに、ストローで水を飲むとき、ストローの長さが約10mを越えると、水は飲めないはずです。
もっとも、そんなに肺活量が強い人はいないと思いますが。いや、先にストローがつぶれるかもしれませんね。

お礼

回答ありがとうございます。

とても面白そうな実験ですね！
身近にあるもので実験すると、分かりやすくて知識がしっかり身に付きそうですね。
全く興味の無かった科学に、何だか興味が持てるようになりました。

本当にありがとうございました。

回答No.2

japonicus

ストローをコップから完全に引き上げても水が落ちない、って事なら、大気圧よりも表面張力の方が重要。

ストロー下端の水面（ストロー内部に留まっている水の下端）に表面張力が働いているので、ストロー内部の水には気泡が上がりません。だから水が落ちない。

ところが、もし直径10ｃｍ等の太いパイプで同じことをやれば、表面張力がパイプ下端の水面の形を保てなくなるので、パイプ内に気泡が上がります。すると、たとえパイプの上を塞いでいたとしても、水は落ちる。

つまり、ストロー下端の水面が表面張力で保たれているから水が落ちない、ということです。

コップの水面からストローを完全に離してしまわない程度に持ち上げるのでしたら、他の方がご説明のとおり大気圧の働きです。

表面張力＝surface tension（サーフェイステンション）

お礼

表面張力と管の直径の大きさも関係があるのですね。
この現象は当たり前のことだと思っていましたが、思っていたよりも難しいことが起きていることに驚きました。
それに、自分自身も新たに勉強することが出来て嬉しい限りです。

今日、気圧が関係しているのではないかということは伝えたので、明日にでも表面張力の話もしてみます。

ありがとうございました。