2024.3.11 理科　横向きの浮力（その2）

　記事2024.3.10の続きです。
（問題）
台車の上に浮かぶ風船を取り付け、透明な箱で覆う。この台車を前に押すと風船は、どんな動きをするだろうか。

結果は、上の写真のように前に倒れます。
これを空気の分子をつかってうまく説明したシーンを、YouTubeの動画の中に見つけました。
記事2024.3.8で紹介した動画です。

台車を押したときの空気の分子の分布

　台車を左に押すと、「慣性の法則」で空気の分子はその場所にとどまろうとし、右側の密度が高くなります。
すると、風船の右側に当たる空気の粒の数が、左側より多くなります。そのため、風船は左側に力を受けるというわけです。

ところで、ヘリウムガスの入った風船は、空気中で上に移動しますが、その時生じる上向きの力を「浮力」と呼びます。
その「浮力の生じる理由」を、通常「風船の上側と下側の気圧の差」で説明しますが、この動画のように「空気の分子の密度の差」で説明することもできます。

風船の背丈は、ほんの数10cmなので、「本当にそんなわずかな差で分子の密度が違っているのだろうか」という疑問も生まれますが、そんな疑問もこの動画の解説で解消されると思います。

この動画では、密閉した容器の中に水とピンポン球を入れ、同じ実験をして同じ結果を出しています。
「水の浮力」も、「水分子の密度差が原因」と言うことですね。

台車を右に押すと、水の中のピンポン球も右に移動する