ヘリウム風船は手を放すと上空へ舞い上がってしまいます。
これは、空気よりヘリウムの方が軽い、つまり比重が小さく浮力が空気より大きくなるためです。
したがいまして、ゴム風船の大きさにより働く浮力も異なります。
風船の大きさはインチで表わされて販売されていますが、分かり易いようにcmでも表わしておきます。
【ヘリウム風船を使った科学実験の出題】
このブログの本題、以下の小冊子への寄稿を読んで挑戦してください。
◆風船の大きさと浮力とヘリウムの注入量
5インチはヘリウムを入れても10分から数十分で落ちてきてしまいますので除外
9インチ(22.86cm) 5g 7リットル
11インチ(27.94cm) 10g 15リットル
16インチ(40.64cm) 34g 42リットル
30インチ(76.2cm) 184g 226リットル
3フィート(91.44cm) 339g 425リットル
※1インチ=2.54cm
※1フィート=30.48cm
こうしてみると、一般的に配布されるようなゴム風船(9インチ)は僅か5g程度しか浮力がないのです。
人をたくさんの風船で浮かべようとした場合、9インチのゴム風船だと30万個(60kgの浮力)が必要となるのです。
しかも、9インチのゴム風船だと、長く持っても8時間程度で萎(しぼ)んでしまいますから、現実に行う場合は凄く工夫して行わなければなりません。
【ヘリウム風船を使った科学実験の答え】
画像のようなぷかぷか浮かぶヘリウム風船を手で持たずにも下にとどめておく方法があります。
9インチ程度だと行えます。
動画のとおり、やり方は簡単です。
水の張った洗面器やバット、お風呂等にそっとヘリウム風船を横向きに水面へ置きます。
すると表面張力によりヘリウム風船は水の上でとどまります。
※風船が11インチなど大きくなると浮力も大きくなり、水ではとどまることができず、舞い上がってしまいます。
※少しの波や風によって飛ばされてしまいますので注意ください。
↑ ただ、それだけ #表面張力 という力が小さいものだと理解もできます。
日常にちょっとした工夫をすると劇的に効果が上がったり、便利になったりします。
こうした発想が発明を生み、そして、それが特許と言った知的財産へと繋がり、商品化されることもあるのです。
科学も学ぶだけではなく、日常を便利にする知識として活用して、初めて先人たちが築き上げてきた科学の恩恵を受けられ、科学という学問の意義が発揮されるのです。
常日ごろ、｢ふ｣(不、負)を無くすという｢気付きの発想｣を持っていると、凄い発明家や科学者になれるの近道と言えましょう！