終端速度

どれが先に落ちるかな?(No.83)

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どれが先に落ちるかな? どれが先に落ちるかな?

実験監修:名古屋市科学館学芸員 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

実験の説明

どうしてなのかな

合成洗濯のりを満たした筒の中に、大きさごとに色が違う3種類のビー玉が入っています。底にあるときは混ざり合っていますが、ひっくり返してのりの中を落下させると、上の写真のように大きなビー玉が先に落ちて色が分かれます。でも、のりの代わりに水を入れて実験すると、ビー玉の大きさに関係なく混ざりあったまま、ほぼ同時に落下します。なぜでしょう?

そうかなるほど

水や空気などの流体の中を落下する物体は最初は加速しながら落下しますが、流体から抵抗を受けるため、途中からは一定の速度(終端速度)で落下します。合成洗濯のりのような粘性の大きい液体の中を落下する物体が受ける抵抗は、物体の大きさや速度、液体の粘性に比例します。そのため大きさが異なるビー玉では終端速度も異なって、大きいビー玉が先に落下するのです。水のように粘性が小さい液体のときは、短い距離では終端速度に達する前にビー玉が底に落ちてしまうので、大きさに関係なくほぼ同時に底に到着します。実験して確かめてみましょう。

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