宙に浮くピンポン球

科学館に遊びにいくと、毎回、このコーナーに立ち寄ります。

 

この筒から風が出てきて、ボールがフワフワと宙に浮きます。なんだか不思議で、見るだけでワクワクするんです。

これが、なんと、家にあるもので再現できます！

用意するものは

ドライヤーとピンポン球。

じゃーん！！！

ドライヤーの風は、必ず冷風で！！

 

子供たちは、きゃっきゃと大喜びです。

これは、どんな力が働いているのかな？

お兄ちゃん「風の空気が持ってる重力で押してるんだと思う」

おとうと　「わかんない～っ」

これは、ピンポン球を下から上へと押し上げる風の力と、ピンポン球自身にかかる重力がつりあっているので、宙に浮いているのです。

ピンポン球は、少しくらい球が左右に動いても、ゆらゆら揺れるだけで、風の中から外れません。

「なぜ風の中から外れないの？」

ドライヤーの風が、ボールに当たると、風の流れが左右に分かれます。

これは、ボールが風に対して、外側に力を加えたから。

力を加えると、そこには必ず向きが反対で同じ大きさの力がはたらくので、 風がボールに対して内側に力を加えることになります（赤色の矢印）。

この左右の力（黄色い矢印と赤い矢印）がつりあうことによって、ボールは風の中から外れることなく宙にとどまります。

京都市青少年科学センター　より

このドライヤーを少し傾けても、ピンポン球は落ちません。

 

「なぜドライヤーを傾けてもピンポン球は落ちないの？」

これは、飛行機が飛ぶ揚力の原理と同じようなことが起こっています。

飛行機の翼では、翼の形により、上と下に流れている空気の速度がちがいます。

上側の空気は流れが速く、圧力は低くなります。

反対に下側の空気は、流れが遅く、圧力が高くなります。

上と下で、圧力の差ができるので、上に持ち上げる揚力が生まれます。

揚力は、空気の流れの方向に垂直方向の力です。

ドライヤーとピンポン球の場合、ピンポン球の重力により、球の下側の風が遅くなります。ピンポン球の上と下で、空気の流れの速度がかわる→圧力の差がうまれる→揚力が生まれる

　　　小学館　キッズペディア科学館　より

この実験についてコアンダ効果、作用反作用の法則、ベルヌーイの定理によるものと説明しているものが多くみられたのですが、理科的な知識がない私には、とても理解できる内容ではなかったです（涙）。

飛行機が飛ぶ原理についても、実際のところ、まだ議論が重ねられているという記事も見かけました。（知らなかった～）

地元の科学館の方に、どういう原理なのか伺ってみたのですが、「説明するのがむずかしい」とおっしゃる方もいらしたので、奥深いテーマのようです。

「理科の知識のない人にもわかる説明があるよ～」という方がいらしたら、ぜひ、ご教授くださいませ。