注ぎやすいコップ

質問

最近になってコップにお湯を入れてコーヒーを抽出しています。
その時、厚ぼったくて飲みにくいコップで注ぐとあまりこぼれず結構うまくいくのですが、薄くって飲みやすいコップで注ぐと外にこぼれてばかりでうまくいきません。他のコップでは試していないのですが、形状や厚さ大きさなどどういう特徴のコップだとうまく注げるかどうか、（できれば科学的根拠も一緒に）教えていただけると嬉しいです。

回答No.1

DexMachina · ベストアンサー

コップから他の容器に注ごうとしたとき、コップを伝わってこぼれる、というお話ですね。
力の方向を明確にするために、仮に、右手にコップ、左手に受ける器、として説明します。

右手のコップを傾けて左手の器に移す場合、注がれる液体には「重力」がかかると同時に、「支えがない(なくなった)左側に移動しようとする力」がかかるので、本来は真下かやや左下に落ちようとします。

一方、その注ぎ口に接した部分では、表面張力により、コップ壁面に沿った方向に引き寄せられる力(右下方向)も掛かります。
これが、「液をこぼれさせる原因」になります。

なので、こぼれないようにするには、
　1)表面張力の力そのものを小さくする
　2)表面張力の掛かる方向を変える
ようなことをすればいいわけです。

1)でやるのであれば、「液自体の表面張力を下げる」という手・・・は、「コーヒーに洗剤添加」はできないのでこれは除くとして(笑)、液体になじみにくい材質のコップを使う、という方法があります。
(液になじみにくいということは、液を引っ張る力が小さいということ)

2)でやるのであれば、注ぎ口の右側への傾きを小さくする(更にはもっと反り返らせて、ジョウロや急須のように、注ぐ方向にまで傾けてしまう)、という方法があります。
また、同じコップであれば、入れる量が少ないほど、コップ壁面が水平に近い状態で液が注がれるため、こぼれにくくなります。
(重力による垂直方向の力と、表面張力による壁面方向との力は、その交わる角度が小さいほど、合力が大きくなる上に、壁面方向に近くなるので、コップを伝わってこぼれる確率が高まります)

この考えでいくと、ご質問の「厚ぼったいコップ」の方が注ぎ口が丸そうなので、かえってこぼれやすそうな気もするんですけど・・・大きさが大きい分、より傾けてから注ぐことになっている、のかもしれません。
(材質・・・の違いは、実際どこまで効くかは微妙ですし(汗))

お礼

なるほど、納得しました。表面張力が鍵とは盲点でした。
別に隠していたわけでないのですが、薄いほうのコップは全体的には丸いけどよくよく見ると16角形でした。なにげにコップを傾けると辺のところで注ぐことになりなります。表面張力の方向がそろってしまいこぼれやすく（壁をつたいやすく）なってしまうという解釈でいいのでしょうか（自信ないけど。。。）逆に、頂点のところで傾けると結構うまくいきます。こちらは表面張力の方向が分散されると解釈でいいでしょうか。

寝ぼけ眼で16角形の頂点を見つけるのは至難の業なので、やっぱり厚ぼったい方のコップを使うことになりそうです。

補足

多角形のコップの補足です。内面は円です。外側が多角形です。

回答No.2

DexMachina

No.1です。

> 頂点のところで傾けると結構うまくいきます。

この場合は、注ぐ部分に行くに従って幅が狭まっていくことで液の流速が増すことで、左方向(＝コップの壁から離れていく方向)への力が大きくなるため、だと思います。
(ただ、十六角形にもなると、幅の変化はあまり大きくないような・・・。とりあえず四角形のもので見てもらえば、言おうとしていることは理解してもらえるかと思います)

お礼

回答ありがとうございました。流速も重要というのも分かります。