U字菅の水面の位置

質問

U字菅し水を入れると、左右の水面は同じ高さになりますよね。これは、水面にかかる大気圧が等しいからだと思うのですが、片方を短く切ると、当然、短い方の管から水があふれ出て、左右の水面が同じ高さになるまで水は出続けると思います。ここで質問ですが、このとき、短い管の水面にかかる大気圧は、長い方の対面にかかる大気圧より大きくなりますよね。（自信ありません）なのに水があふれてくるのは、水面が高い方の水の重さが（短い管の最上部より上の部分の水の重さ）、大気圧よりも大きいためなのでしょうか？小学生にもわかるように教えていただけると助かります。

回答No.2

ultraCS · ベストアンサー

大気圧は確かに(わかるほど極端に長く切れば)大きくなりますが、それよれも、短い側の水面より、上にある長い側の水の重さがかかります。これは、大気圧より圧倒的に大きいので、これが支配的に働いて水がこぼれます。

もし、U字管の切らない側の末端を封印した場合、水は同じ位置にはなりません(そこまでこぼれない)。このときに出来る最大の水面差は約10メートル(大気圧と同じ水柱の高さ)になるはずです。

簡単な思考実験だけなので、間違っていたらご指摘ください

お礼

なるほど！
そうでしたか。
つまり、片方を封印した場合は、反対側の大気圧と封印した側の水の重さが同じになるまでは、水は落ちてこないのですね。
ありがとうございました。

回答No.1

N64

>このとき、短い管の水面にかかる大気圧は、長い方の対面にかかる大>気圧より大きくなりますよね。
これは、どうしてですか？そんなことはないでしょう。

補足

申し訳ありません。正直ここのところがよくわからないのです。
例えばバケツに水を汲んで高い所に置くのと低い所に置くのとでは、低い方が少しでもたくさんの空気の重みがかかるのかなあと・・。
例えば高い山に登って水を汲むと、空気が水面を押す力が弱まるのではないかとおもってしまうのです。水中でも深いところのほうが水圧が大きいので同じ原理かと・・。大きな考え違いですか？