- ベストアンサー
U字菅の水面の位置
U字菅し水を入れると、左右の水面は同じ高さになりますよね。これは、水面にかかる大気圧が等しいからだと思うのですが、片方を短く切ると、当然、短い方の管から水があふれ出て、左右の水面が同じ高さになるまで水は出続けると思います。ここで質問ですが、このとき、短い管の水面にかかる大気圧は、長い方の対面にかかる大気圧より大きくなりますよね。(自信ありません)なのに水があふれてくるのは、水面が高い方の水の重さが(短い管の最上部より上の部分の水の重さ)、大気圧よりも大きいためなのでしょうか?小学生にもわかるように教えていただけると助かります。
- junchann
- お礼率82% (717/865)
- 物理学
- 回答数2
- ありがとう数2
- みんなの回答 (2)
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
大気圧は確かに(わかるほど極端に長く切れば)大きくなりますが、それよれも、短い側の水面より、上にある長い側の水の重さがかかります。これは、大気圧より圧倒的に大きいので、これが支配的に働いて水がこぼれます。 もし、U字管の切らない側の末端を封印した場合、水は同じ位置にはなりません(そこまでこぼれない)。このときに出来る最大の水面差は約10メートル(大気圧と同じ水柱の高さ)になるはずです。 簡単な思考実験だけなので、間違っていたらご指摘ください
その他の回答 (1)
- N64
- ベストアンサー率25% (160/622)
>このとき、短い管の水面にかかる大気圧は、長い方の対面にかかる大>気圧より大きくなりますよね。 これは、どうしてですか?そんなことはないでしょう。
補足
申し訳ありません。正直ここのところがよくわからないのです。 例えばバケツに水を汲んで高い所に置くのと低い所に置くのとでは、低い方が少しでもたくさんの空気の重みがかかるのかなあと・・。 例えば高い山に登って水を汲むと、空気が水面を押す力が弱まるのではないかとおもってしまうのです。水中でも深いところのほうが水圧が大きいので同じ原理かと・・。大きな考え違いですか?
関連するQ&A
- 大小の水槽をパイプでつなぐと水面は同じ?
すごく大きな水槽とすごく小さな水槽があるとします。水槽の底同士をパイプでつなぎ、片方の水槽に水を入れます。 そのうち、両方の水槽に水がたまりますが、水面はどちらもまったく同じ高さでしょうか? 水面に大気圧がかかりますが、大きな水槽は大気圧も大きくかかるから、小さい水槽より水面が低くなると思うんですがいかがでしょうか?
- ベストアンサー
- 物理学
- 炉筒煙菅ボイラーの缶底ブロー
ボイラーマンやっています。 朝、ボイラー起動前に缶底ブローするのですが、先輩から「ボイラー内に残圧が残っている場合は、給水コックを開け、ブローバルブを開けてブローしなさい。そして、残圧が0になったら、ボイラー上部の空気抜き弁を開けて、ブローしなさい」ということを言われました。 それで、私なりに、その理由をインターネットで調べました。それで、下記のような記述を見付けました。 https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1370871868 そこで、このmaidf710さんの記述について質問です。 1 >缶圧が大気圧と等しい状態で吹出し(ブロー)弁コックを開いても吹出し体積に等しい清水または空気が缶内に補給されなければ缶内は負圧になってしまうので缶水は排出されません。 残圧0での吹き出しの場合、ボイラー缶内は、大気圧と同じですよね。そうすると、給水の方は、ポンプで高い圧力で送るので、給水できると思うのですが、空気の方は、同圧なので、ボイラ内に入って行かないと思うのですが、どうでしょうか。 2 >密閉されていないボイラーでは自動給水装置または手動で給水して缶水位を一定に保ちながら吹出し操作しなければ空気を吸い込む恐れがあります。 3 >上部空気弁を開いて空気導入して吹出し弁コックを開いた場合は、吹出し管(ブロー管)と缶内水面の高さ(水頭圧力)で底水スラッジ(釜泥)が押し出されます 2と3についての記述は、なんとなーくわかるのですが、靄がかかっているようで、はっきり見えない状態です。 よければご教授お願いできないでしょうか。よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 研究・開発・技術職
- U字管フルートを作っているメーカー
U字管フルート(子ども用の吹くところが曲がってるやつ)を作っているメーカーには、どんなところがありますか? ふと、20年近く前に使っていたU字管のメーカーが気になったのですが、社名を覚えておらず、マークを見たら思い出せそうなのですが、まず何社くらいU字管を作っているのかがわからず…。 YAMAHAでないのは確かなんですが; デパートの楽器店で買ってもらったような記憶があります。 30万くらいで、オプションなのか、キーに指が届きやすいように補助キー?みたいなものをつけてくれてたのはわかっているんですが…。 U字管を作っているメーカーをご存じの方、よろしくお願いします;;
- ベストアンサー
- 楽器・演奏
- トリチェリの実験でふと疑問に思ったのですが、長さが760mmに満たない
トリチェリの実験でふと疑問に思ったのですが、長さが760mmに満たないガラス管を用いた場合、大気圧と釣り合うことはできませんよね?この場合、ガラス管には上向きの力が加わわっているのでしょうか?それとも下向きの力が加わわっているのでしょうか? 水銀柱は760mmに達しないので大気圧の方が勝り水銀は上昇しようとするからガラス管は上向きの力が働いている気もしますが、例えばお風呂の中でコップに水を入れ、コップを逆さにして水面から持ち上げようとすると重みを感じることからガラス管には水銀柱分の下向きの力が働いているようにも思えます。 どちらが正しいのでしょうか。どなたか詳しい方がいらっしゃいましたらお教えください。
- ベストアンサー
- 物理学
- 圧力の問題なのですが…
何時間か粘って考えてみたのですが如何せん解けません。どなたか、ご教授願えないでしょうか? 容器内(P)の圧力をU字管を用いて測定した。U字管内には水銀を入れ、液面の高さとの差hは10cmであった。容器内の圧力は何Paか計算しなさい。ただし、この時の大気圧は987hPaであったとする。 参考欄に1気圧=760mmHg=1013hPa=約1kg/cm2とありましたが、これは何か関係しているのかもよく理解できません。 申し訳ありませんんが、宜しくお願い致しますm(__)m
- ベストアンサー
- 物理学
- 水面に浮く容器の問題
次の問題の(5)がわかりません。どうか教えてください。また途中経過も間違っているかもしれないので間違いがありましたらご指摘ください。 問題 下図のように大気圧Paが作用する水面に、上部が開放されている直径Dの円筒形の容器が深さ h_1だけ沈められて固定されている。容器の高さはHで、その底部には栓を介して内径dの曲がり 管が接続されている。このとき以下の諸量を求めなさい。ただし水の密度はρ、重力加速度はgと する。体積密度はρに比べて無視できるほど小さいとし、全ての損失は無視してよい。 (1)栓をしているとき容器に作用する浮力を求めなさい。 (2)栓をとると、曲がり管から水が噴出する。栓をとった直後の流速uを求めなさい。曲がり管の先端 は容器の底面からh_2だけ深い位置とする。 (3)栓をとったままにしておくと容器内に水がたまり始める。容器内の水の体積は水平を保つとし て、その底面から高さを時間の関数h(t)で表わすとき、容器内の水の体積はπD^2h(t)/4と書け る。一方、その時の曲がり管からの水の噴流速度u(t)は次式で与えられる。 u(t)=√(2g(h_1-h(t)) 容器内の水の体積とu(t)の関係を表す微分方程式を示しなさい。 (4)栓をとったままにしておくとh(t)は容器の外の水面と同じ位置まで上昇して静止する。前門の微 分方程式を解くことにより、栓をとってから水面が静止するまでの所要時間を求めよ。 (5)栓をとったまま容器を図の左側に一定速度Uで水平に走行させると、曲がり管を通じて水がさら に容器の中に入り込む。このとき容器の上部から水が溢れないための速度Uの条件を求めよ。 _________________________________________ (自分の答え) (1)アルキメデスの定理より ρVg=ρDHg (2)曲がり管の下端の位置と容器の底の位置でベルヌーイの定理を適用すると u^2/2g=h_2 u=√(2gh_2) (3)微小体積dVが微小時間dtの間に増える体積変化と水が容器に流入する速度は等しいので dV/dt=u(t) {(πD^2)/4}*dh/dt=√(2g(h_1-h)) (4)上の式を積分して -2√(h_1-h)={4√(2g)}/(πD^2)+C ここでt=0のときh=0より -2√h_1=C -2√(h_1-h)={4√(2g)}/(πD^2)-2√h_1 栓を取ってから水面が静止するまでの時間はh=h_1を代入することにより求まる。 t={(πD^2)/2}*√(h_1/2g) (5) わかりません
- ベストアンサー
- 物理学
- 計器速度と真大気速度について
1・計器速度(IAS)とはピトー管へ入ってくる空気密度(気圧が低い=動圧小さい)が少ないと遅く、多いと(気圧が高い=動圧大きい)速度が速く表示するのでしょうか? 2・真大気速度(TAS)は気圧が低い=動圧小さい時は速くなり!・気圧が高い=動圧大きい時は遅くなるという考えでよろしいのでしょうか? 3・今実際に出ているスピードを確認する時は計器速度?真大気速度どちらですか?また、2つのスピードはどのように使い分けるのでしょか? よろしくお願します。
- 締切済み
- その他(ホビー・玩具)
- このときの空気圧は何気圧?
海抜0mの湖水に上部を密閉した管内断面積1cm2、長さ201mのパイプを沈め水を満たし、それに1ccの空気をいれてパイプ上部先端が水面から200m引き上げた時の、管内の空気圧は何気圧になるのでしょうか?
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
なるほど! そうでしたか。 つまり、片方を封印した場合は、反対側の大気圧と封印した側の水の重さが同じになるまでは、水は落ちてこないのですね。 ありがとうございました。