科 学 ク イ ズ その２９

Ｑ１ 空気の圧力を利用したエアージャッキと同じような原理で浮く乗物は次のうちのどれでしょう。 ○　ホバークラフト ○　飛行機 ○　熱気球 ↓↓↓答はこの下↓↓↓（スクロールしてね） ●答● ホバークラフト ○解説○ ホバークラフトは、空気を取り込んで地面に吹きつけて浮き上がります。これだけだとヘリコプターと同じですが、より少ない力で地面から浮き上がるようにスカートといわれる空気だめを地面との間に作ります。プロペラの回転で起きる地面を押す風圧は、パスカルの原理でどの方向へも等しくその圧力が伝わります。そのためエアージャッキと同じように空気だめの面積が大きいほど地面を押す全体の力が大きくなり、重いホバークラフトも地面から浮かすことができるのです。地面から浮いたホバークラフトは、地面との摩擦がないのでスムーズに前や後ろに進むことができますし、じょうずに設計すると海や陸の上の区別無く進むことができます。 Ｑ２ 天気予報などで台風の気圧を言うときに使う単位は次のうちのどれでしょう。 ○　ミリバール　[mb] ○　トール　[torr] ○　ヘクトパスカル　[hPa] ↓↓↓答はこの下↓↓↓（スクロールしてね） ●答● ヘクトパスカル　[hPa] ○解説○ 1992年までは、気象関係の気圧をあらわす単位は、ミリバールでした。国際表示単位を使う流れの中で、気圧の単位は、圧力の単位であるパスカル[Pa]に統一されました。1ヘクトパスカルは、1パスカルの100倍です。ヘクトパスカルを使うと、ミリバールの単位を変えるだけで、数字を読み替える必要がなく、国際表示単位にスムーズに移行ができるので採用されました。それまでは、真空度を表すのにトールや水銀柱の高さmmHg、あるいは大気圧からの差であるマイナス表示など、それぞれの分野でバラバラの単位系を使っていたため、換算のために時間を取られたり間違いが起きたりしました。1999年、米国の火星探査機が軌道を外れて火星への軟着陸に失敗したことがありますが、これは、推進力の計算に製造会社の技術チームがヤード・ポンド法の単位で計算して軌道データをNASAに送ったところ、NASAでは国際単位であるメートル法の単位を使っていたので間違った方向にロケットが行ってしまったのでした。 Ｑ３ 太い注射器（直径3cm）と細い注射器（直径1.5cm）を針をさす代わりに、チューブでお互いをつなぎました。中には、半分ずつ空気が入っています。二人で同時にピストンを押すとどちらが押し勝つでしょう。 ○　どちらでもない ○　太い注射器の方が押し勝つ ○　細い注射器の方が押し勝つ ↓↓↓答はこの下↓↓↓（スクロールしてね） ●答● 細い注射器の方が押し勝つ ○解説○ 太い注射器のピストンを4ニュートン（約400g重）の力で押すと、圧力は力を直径3cmのピストンの面積で割って約0.142ニュートン/cm2＝1420パスカル[Pa]となります。この圧力は、パスカルの原理でチューブの中も相手の細い注射器の中にも等しく伝わります。そして、細い注射器のピストン（直径1.5cm）の面積×伝わってきた圧力に等しい力で細い注射器のピストンを動かします。計算すると1ニュートンの力になります。細い方の注射器のピストンを1ニュートン以上の力で押し返すと細い方が勝てることになります。すなわち、太い方の四分の一の力で支えることができるわけです。

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資料提供：アイラドリーム（東京理化器械株式会社）