穴のあいたペットボトルを落とすと水は？

中学生にもよくわかる解説

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穴のあいたペットボトルに水を入れて落とすと穴から水がでなくなります。どうしてでしょう？

穴のあいたペットボトルに水が入っていると水は穴から流れ出ます。
でもこのペットボトルを落とすと落下中穴から水は出ません。

解説その１：穴から水がでるのはどうして？

ペットボトルの中の水にはどんな力が働いているのでしょう？

ある深さの水（Ｂ）はそれより上にある水（Ａ）の重さと
その上の空気の重さ（大気圧）で押されています。
でも同時に同じ大きさの力で下から支えられています。
前後左右からも同じ大きさの力で押されています。
だからその水は動きません。
水中のそれぞれの場所の水はすべてそうやって
あらゆる方向から力を受けているので動かないのです。

　

今ちょうど穴の位置にある水Ｃを見てみましょう。
左側は穴があいていて水はありません。
つまり左からは空気による力（気圧）しか受けません。
右からの力は上にある水の重さと気圧です。
したがって右からの力の方が大きいので水は穴からでます。

解説その２：ペットボトルを落下させると水がでなくなるわけ

ではペットボトルを落下させるとどうなるでしょう？

ペットボトルも、中の水も落下します。
そうすると中の水は上向きの見かけの力を受けて、落下中、無重力状態になります。
するとそれまで水中の各場所の水に働いていた上からの水の重さは見かけ上なくなります。
上からの力をうけないのでまわりからの力もなくなります。
各場所の水はまわりの水から力を受けない状態になります。

穴の位置にある水Ｃも右から水の力を受けなくなります。
つまり水Ｃは左からも右からも気圧分しか力を受けないので水は動きません。
だから穴から水はでなくなるのです。

無重力状態では水圧が無くなります

無重力状態ではまわりから水の力を受けないということは水圧によっておきたいろんな現象がおきないということです。

容器の側面にゴム膜を張って水の中にいれるとゴム膜は水圧でへこみます。

でも無重力状態では？？ビデオ映像を見てみましょう。

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