真空力について、わかりやすくご説明下さい。
宜しくお願い致します。

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A 回答 (4件)

スプレーの話でしたか。


スプレーガン:3種類ありますね。缶の中に圧縮ガスが入っている押し出し式と、やはり缶の中に手動で圧力を掛ける押し出し式。そして、もうひとつはゴムの球を押して使う香水の瓶のような、空気の流れで吸い上げる吸い上げ式。(大昔の口で吹く霧吹きもそうでした。)

 押し出しはまあ、当たり前ですから、ここでは吸い上げ式の話にしましょう。まあ大変。これは大気圧だけの問題ではないのです。
 適当な紙切れを2枚、互いに平行になるようにぶら下げて、隙間を5cmほどあけます。その間に静かに息を吹き込むと、あらふしぎ、2枚の紙がくっつきます。息を入れたんだから膨らみそうなものなのに、どうしてくっつくのか。

 空気の流れが速くなると、流れの方向に直角な方向に対する圧力が下がる、という性質があるんです。(理由を易しくきちんと説明するのは大変だあ。専門家の先生に振ってしまいましょう)

 今度はストローを1本用意します。細い目のものがやりやすい。ストローをハサミで半分に切ります。コップに水を入れ、そこに鉛直に1本ストローを挿して(これをストローAとする。)、ストローの上端から水面までが1-2センチ程度になるようにし、動かないようにしっかり抑えます。次に、切った残りのストロー(Bとする)を口にくわえて、ストローAの先端を横から強く吹きます。
 すると、ストローAの中に、コップの水が吸い上げられてくる。旨くやると水が霧状になって飛ぶでしょう。
 吹いた息がストローBの先から出ると、その流れと直角の方向にあるストローAの中の圧力が大気圧より低くなります。一方、コップの水の表面は大気圧で押されている。この不均衡のために、ストローAの中に水が押し上げられるのです。先端まで来た水は風に飛ばされて霧になってしまいます。
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この回答へのお礼

紙の実験、及びストロー実験、stomachmanさんのようになりました。
本当にわざわざありがとうございました。
これで勉強嫌いの私も。。少しは興味をもてそうです(笑)

お礼日時:2001/01/13 20:46

 真空力とはこの地上(大気圧)で、真空状態が発生したらどんな力が生じるのかということなのですが、stomachmanさんの言われる通りです。


 実は大気圧による力は真空に対して760mmHgという力を与えます。つまり、水銀柱を76cm引き上げることが出来るのです。水銀の密度が約16.3g/cm^3ですから、水を約16.3×0.76≒10(m)吸引できる力があります。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時:2001/01/13 14:07

たこの話だと stomachman さんの書かれているとおりです.



多少面白そうな話を加えておきます.
stomachman さん書かれているように,大気圧は1平方センチ当たり1kg,
つまり水柱で言うと10mです.
だから,真空にして水を吸い上げようとすると,10mが上限です.
井戸のポンプで,吸い上げタイプのやつは10mしか汲み上げられない.
圧力を掛ける押し上げ式ではもっとあがります.
(いまごろ,手押しの井戸ポンプなんてないかな,
樋口一葉が使った井戸,なんてのはそういうのだったような)

同じことですが,ストローで一生懸命吸い上げても10mしか吸い上げられません.
しばらく前にテレビでこれを見たことがありました.
出演者が顔を真っ赤にしてがんばって吸い上げて,8m位だったような.

歴史的に非常に有名な実験として,
マクデブルクの半球という実験があります(1654年).
ドイツの物理学者のゲーリケという人はマクデブルク市の市長でも
あったんですが,大気圧の存在を公開実験で示しました.
半径40cmの金属製半球を2つ使い,
間にガスケットを挟んでから手動ポンプで排気しました.
こうやると,stomachman さんのコップと同じく,くっついて離れなくなります.
この2つの半球は馬16頭で引っ張っても離れなかったということです.
時代が昔ですから,ポンプもガスケットもろくなものじゃなかったはずですが
公開実験ですからデモ効果は大変なものだったでしょう.
馬16頭で引くと,力はどれくらいかなあ.
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この回答へのお礼

”マクデブルクの半球”実験等、面白いお話を交え、ありがとうございました。確認で、stomachman さんのコメントのところに吸い上げ式のスプレーガンの原理について質問しておりますので、よろしければご回答宜しくお願い致します。

お礼日時:2001/01/13 14:04

真空力。

たこの吸い出しみたいに、くっつくことですか? それとも理論物理学で言う「真空のエネルギー」という難しい話でしょうか。
 くっつく方だとすると、アレは真空が力を持っているのではない。大気圧が力のもとなんです。例えばコップを2個、口を合わせてくっつけてみる。別になんということなくまた離すことが出来る。これはコップの中にある空気も、外にある空気も同じ圧力なので差し引きゼロ。なんの力も発生しないからです。ところが、くっつけたコップの中の空気を抜いたとすると、コップを引き離すことは難しい。コップの外からは大気圧が掛かり、中からは圧力が掛からないと言う不均衡が生じるためです。大気圧は四方八方から掛かっていますので、コップを互いに押しつける力になるのです。
 大気圧は1平方センチ当たり1kgもあります。ふつうのコップなら50kg位の力で押しつけられている。ヒト一人ぶらさげてやっと離れる位の凄い力です。
 コップの空気を抜くにはどうするか。水蒸気をつかうと簡単です。激しく沸騰しているお湯の上にしばらくコップをかざすと、空気が追い出されてコップの中は水蒸気でいっぱいになります。この状態ですばやくくっつける。そしてしばらく待つと、水蒸気が水に戻り、コップの中は(真空とまでは行かないが)非常に空気が薄い状態になる。これでくっつくんですね。実際にはコップの口がぴったり合わないと、そこから空気が入ってしまいます。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
たこの吸出しになるんでしょうか?
吸い上げ式のスプレーの原理を知りたかったんです。
siegmundさんの吸い上げる話でイメージできますが、
下に溜まっているもの(液体)が、どのように押し出されるのか疑問だったんです。
stomachmanさん、siegmundさんの話を参考にすると、大気圧の違いによって吸い上げられるという事でよろしいのですか?
吸い上げ式のスプレーガンだと、空気圧力をかける事で、下にたまっているもの(液体)が、噴出されるんですかね!?(stomachmanさん、siegmundさん以外の方でも回答宜しくお願いします。)

お礼日時:2001/01/13 13:59

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コンタクトの問題は、ドーピング状態などもからんできますから、やはり論文を
あたられたほうがいいかもしれません。

主要な論文の検索サイトを下にまとめておきます。

1) Physical Review, Applied Physics Letters, JJAP等の物理系論文検索
http://scitation.aip.org/
上記検索でSPINも含まれるように、BOTHを指定して検索すれば、
Nature等も含まれるようになる。
ただし、SPINは検索にもIDが必要。

2) Journal of Crystal Growth, Thin solid Films等の
Elsevier出版の論文検索
http://www.sciencedirect.com/

3) Electron Device Letters等のIEEE論文検索
http://ieeexplore.ieee.org/Xplore/dynhome.jsp

4) 電子情報通信学会誌(和文)
http://search.ieice.org/

5) 電気学会誌含む日本の論文誌検索(和文あり)
http://www.jstage.jst.go.jp/browse/-char/ja

6) Japanese Journal of Applied Physics検索
http://www.ipap.jp/jjap/online/index.htm
※たしかScitation&SPINではJJAPの検索はできても
本文はダウンロードできない。こちらのサイトからなら
ダウンロードも可能

※SPINを除く多くのサイトは、検索、アブストラクトの
閲覧までは無料でできます。また、大学によっては各
サイトと包括契約を結んでいるので、学内からアクセス
すると本文をpdfでダウンロードできる場合があります。
(私は、もう長らく冊子体の論文誌をコピーしていません)

※日本応用物理学会の英文論文誌であるJJAPを個人購読
すると、SPINのアクセス権が得られます。
http://www.jsap.or.jp/join/spin.html

コンタクトの問題は、ドーピング状態などもからんできますから、やはり論文を
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           金属   n型半導体
  真空準位  ┬   ┬
          |   φs
          φm   ↓
          |     \ ← 電子に対する障壁
 フェルミ準位 ↓___  \ - - - ← 電子
                    ̄ ̄ 伝導帯下端
               \
                 \__ 価電子帯下端

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   真空準位 ┬    ┬
          |    |   / ̄ ̄ 伝導帯下端
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 フェルミ準位 ↓___|    __ 価電子帯下端
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           金属   n型半導体
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          |   φs
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(b)I love being a member of the volleyball team, but unfortunately I'm not on good (t ) with my coach.
(c)In studying your major filed, the first step is to learn technical (t ).
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この前、知り合いの小学生に台形の面積を求め方を聞かれた時、上の辺と下の辺を足して、その後それに高さを掛けて最後に÷2をすればいいと教えました。 その時、三角形が2つあると思えばいいと言って、

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下底×高さ÷2 ・・・二つ目の三角形

と考えればいいとヒントを出してあげました。

そしたら、「なんで (上底+下底)×高さ÷2になるの? この上底と下底は足すのに、×高さ÷2の部分はそのままなの?」と言われてとても困りました。

そこで私は、「30円のリンゴを3つと、30円のリンゴ4買った時の合計の値段を求める時、どうやって計算する?
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言ったのですが、理解度は60%程度でした。

要は、足し算は足すのに、かけ算や割り算はなぜ足したりしないのかが不思議らしいです
(なぜ(上底+下底)(×高さ÷2+×高さ÷2)ではないのかが不思議らしいです)

思い返せばxが出てきはじめた中学1年の頃、「3x + 4x =7x で、3と4は足すけどxはそのまま」と教えられた時、正直はっきりなぜxがそのままなのか当時理解出来ませんでしたし、今でももうそういうもんだから、と覚えていて何故だか説明しろと言われたらおそらく厳しいです。

こんな事があった今自分の数学人生を振り返ってみた所、ほとんどが公式の丸暗記でテストをクリアしてきたという事実を
思いだしました。 記述問題や証明問題等は一切やってこず、暗記でなんとかこなせる問題だけ解いていたと思います。

なので論理的思考力が一切培われないまま今の今まで生きてきたと思います。(現在21歳、大学生。文系の学科に所属)

よくよく考えると、論理的思考力が試される国語の読解問題の点数も悪かったように思います。


なので、もう21という大人になってしまいましたがこれから論理的思考力を高め、考える力をつけていきたいと思っています。

基礎から徹底的にやりたいので小学生レベルから始めたいと思うのですが、何かおすすめはありませんか?


回答お待ちしております。

(21歳、学生)

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と考えればいいとヒントを出してあげました。

そしたら、「なんで (上底+下底)×高さ÷2になるの? この上底と下底は足すのに、×高さ÷2の部分はそのままなの?」と言われてとても困りました。

そこで私は、「...続きを読む

Aベストアンサー

小学生とのやりとりを読みまして、これはむしろその小学生に問題があると思います。

つまり、小学生の方に論理的思考( というより数学的な考え方 )が欠けているのではないでしょうか。
その小学生に、数学的な考え方をつけてあげる方が大切だと思います。

>そしたら、「なんで (上底+下底)×高さ÷2になるの? この上底と下底は足すのに、×高さ÷2の部分はそのままなの?」と言われてとても困りました。

ご質問者の説明不足はあると思いますが、それであっても、その小学生は「分配法則」を学校の授業でしっかりと学んでいなかったのではないでしょうか。
つまり学校の授業で先生から説明されたけれど、「分配法則」を理解していなかったということだと思います。

台形の面積を求める学習は小学校5年生で、「分配法則」「交換法則」「結合法則」は小学4年生です。
ですから、前の学年で学ぶべきことが、その小学生は身についていなかったということでしょう。
台形の面積の公式を理解させるなら、小学4年生の、特に「分配法則」を指導するのが良いでしょう。

>思い返せばxが出てきはじめた中学1年の頃、「3x + 4x =7x で、3と4は足すけどxはそのまま」と教えられた時、正直はっきりなぜxがそのままなのか当時理解出来ませんでしたし、

台形の面積にせよ、文字式の計算にせよ、教科書を見ると図解入りで説明がされているはずです。
それなので、算数・数学に関しては、教科書に戻ることをおすすめ致します。

ちなみに、3xは、縦を3、横をxとした長方形の面積で3xとなります。縦4、横xとして面積は4xです。
長方形の横をそろえて下さい。(3+4)x=7xになります。
そういう図が中学校数学の教科書にあるはずです。

>よくよく考えると、論理的思考力が試される国語の読解問題の点数も悪かったように思います。

国語については「難関校に合格する子の国語読解力(福島隆史著)」大和書房

をおすすめいたします。国語に必要な力( 表現力と読解に必要な力 )は、言いかえる力、比べる力、たどる力の3つであり、それを身につければよいということです。なぜ、読書をいっぱいしても、国語のテストで悪い点をとるのか、わかりやすく理由が述べられています。読みやすい本です。

小学生とのやりとりを読みまして、これはむしろその小学生に問題があると思います。

つまり、小学生の方に論理的思考( というより数学的な考え方 )が欠けているのではないでしょうか。
その小学生に、数学的な考え方をつけてあげる方が大切だと思います。

>そしたら、「なんで (上底+下底)×高さ÷2になるの? この上底と下底は足すのに、×高さ÷2の部分はそのままなの?」と言われてとても困りました。

ご質問者の説明不足はあると思いますが、それであっても、その小学生は「分配法則」を学校の授業でしっ...続きを読む


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