試してフシギ

ヘロンの噴水自然のエネルギーを利用した噴水装置(No.145)

自然のエネルギーを利用した噴水装置 自然のエネルギーを利用した噴水装置

実験監修:愛知工業大学客員教授 佐伯平二 
※監修者の役職は掲載当時のものです。
企画制作: 日本ガイシ株式会社

どうしてなのかな

ペットボトルの中の噴水(ふんすい)。水をくみ上げるものを何も使っていないのに、水がふきだしています。これは古代ギリシャの数学者ヘロンが考えたしくみで、ヘロンの噴水と呼ばれています。

そうかなるほど

ヘロンの噴水に必要なものは3つのタンク(容器)と3本のパイプだけです。タンクとパイプを図のようにつなぐと、タンクAに注いだ水がタンクCに落ちてその中にある空気をタンクBへ押し出します。その空気がタンクBの中の水面を押すため、タンクBの水はノズル(噴水口)へ押し出されてふきだすのです。

1. 500mlペットボトル(円筒形のもの) 3本
2. 曲がるストロー 4本
3. 透明ビニールテープ
4. プラスチック用接着剤
5. カッターナイフ
6. はさみ
7. キリ
8. 彫刻刀(丸刀)

工作の完成品

※イメージ写真、説明のイラストはわかりやすくするために、ストローを色分けしています。

[実験の注意]

・NGKサイエンスサイトで紹介する実験は、あくまでも家庭で手軽にできる科学実験を目的としたものであり、工作の完成品は市販品と同等、もしくは代用品となるものではないことを理解したうえで、個人の責任において実験を行ってください。
・工作・実験を行う際は、必ず手順を読んでから行ってください。
・刃物や器具の取り扱いには十分注意し、ケガをしないようにしましょう。
・小学生など低年齢の方が実験を行う場合は、必ず保護者と一緒に行ってください。

  • 1

    1本のストローの先端を斜めに切ってもう1本のストローに差し込み、つなぎ目をビニールテープでしっかりと巻いてから30cm(ア)の長さに切ります。残りの2本のストローは、17cm(イ)と13cm(ウ)の長さに切ります。

  • 2

    余ったストローでノズルをつくります。長さ5cmのストローを切り開き、端に接着剤を付けて円すい形に丸めます。それをストロー(イ)の先端に差し込んで接着剤とビニールテープで水がもれないように接合します。

  • 3

    3本のペットボトルとキャップを図のように加工します。2本のペットボトルの下部を切り取り、ペットボトル(B)にストローの太さよりやや大き目の穴をあけます。ペットボトル(B)(C)のキャップにはストローを通す穴をあけます。

  • 4

    ペットボトル(B)のキャップにストロー(イ)、(C)のキャップにストロー(ア)(ウ)を図のように差し込み、穴の周囲を空気がもれないように接着剤でぬり固めます。

  • 5

    ペットボトル(C)の上に(B)をかぶせ、(B)の穴にストロー(ア)を内側から通して穴から1cmほど出た位置で切ります。穴の周囲は空気がもれないように接着剤でぬり固めます。

  • 6

    ペットボトル(B)の上に(A)をかぶせ、3本のペットボトルのつなぎ目を空気がもれないようにビニールテープでしっかりと巻きます。1日ほどかけて接着剤を乾燥させます。

[実験の注意]

・NGKサイエンスサイトで紹介する実験は、あくまでも家庭で手軽にできる科学実験を目的としたものであり、工作の完成品は市販品と同等、もしくは代用品となるものではないことを理解したうえで、個人の責任において実験を行ってください。
・工作・実験を行う際は、必ず手順を読んでから行ってください。
・刃物や器具の取り扱いには十分注意し、ケガをしないようにしましょう。
・小学生など低年齢の方が実験を行う場合は、必ず保護者と一緒に行ってください。

  • 1

    ペットボトル(A)に水を注いで(C)の3分の2程度にまで水をためます。

  • 2

    ペットボトル全体を逆さにします。ペットボトル(C)の水が(B)のペットボトルの4分の3程度になるまで流れ込んだら元に戻します。

  • 3

    水をペットボトル(A)のノズルの先端近くまで注ぐと、ノズルから噴水が吹き上がります。噴水はペットボトル(B)の中の水がストロー(イ)の下端近くになるまで続きます。逆さにして(C)の水を(B)に戻すと再び噴水が見られます。

NGKサイエンスサイトで紹介する実験は、あくまでも家庭で手軽にできる科学実験を目的としたものです。工作の完成品は市販品と同等ではなく、代用品にもならないことを理解したうえで、個人の責任において実験を行ってください。

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