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- 回答日時:
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))
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。
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