大気圧シート



大気圧を感じるゴムシートです。平らなものに接触させると,引いても離れません。
20cm四方のシートでは,
  1kg/cm2×20cm×20cm=400kg
もの重たいものがのっかっていることになります
○こんな実験です
吸盤は,内部の空気を抜くことで壁にくっつきます。また,ストローの中の空気を吸い込むことでと,ジュースを飲むことができます。これらは,大気圧を利用しています。この大気圧は普段感じることはありませんが,平らなシートを滑らかな物体に接触させ,急に引くことで体感することができます。
 
○こんなことが学べます
普段感じない大気圧を簡単に体感し,大きな圧力であることを学ぶことができます。

○こんな仕組みです 
地球をおおう大気にも重力ははたらき,地表付近では1cm2の面積に,1kgの物体がのっかった力がかかります。この単位面積あたりの空気の重さを大気圧といい,あらゆる向きから物体をつぶすようにはたらきます。地表付近の大気圧は,トリチェリーが水銀を満たしたガラス管を水銀柱に口を下にして立て,76cmの高さになることから次のように計算されます。
 水銀の密度13.6g/cm3×水銀柱の高さ76cm=1cm2あたりの水銀の重さ1033g
このように約1kgになります。これを水の高さにすると,1cmで1g,1mで100g,10mで1000gとなって,約10mの高さになります。
ストローでジュースが飲めるのも,いくら吸引力が強くて真空にできても,10mの高さまでとなります。

青谷地区公民館での子どもの作品 2007.2.24

理科大好きボランティア(2007.2.24)での一こま。机をもちあげます
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ネオプレンゴムシートを用いた大気圧シート

吸盤は大気圧を利用した身近な器具である
○準備しよう 
ネオプレンゴムシート(25cm×25cm×3mm),鍋ツマミまたは取っ手(広いワッシャー),プラ板,錐,はさみ,テーパーリーマー

○作ってみよう 
@ ゴムシート等の中央に錐で穴を開けます。
A 鍋ツマミや取っ手を,付属のボルトでゴムシート等に取り付けます。
ネオプレンゴムシートが薄いときは,プラ板を切って鍋ツマミとゴムシートの間に入れます。

材料一式(ネオプレンゴムシートの例)

製作図

底からボルトを通す

ツマミにボルトをねじこむ

どこでも吸盤CAN-fix。ネオプレンゴムでできている
○製作の注意
基本的に平らで,ある程度形状が保てるものであれば,大気圧シートの材料として利用できる。弱い材質のシートは,無理矢理持ち上げると破れる恐れがあるため,プラ板等で補強するとよい。

○使い方
平らで滑らかな床や壁に接触させ,急に持ち上げる。


クリアファイルは,鍋ツマミを取り付けると周辺が歪んですきまができるため,不適

ネオプレンゴムを用いたマウスパッドは最も適している
○開発にあたって
大気圧は身近でありながら普段意識しないものです。大きな力が物体にはたらいているにもかかわらずつぶれないのは,物体内部の圧力とつりあっているからです。
大気圧シートは持ち上げることによって大きな吸盤になります。大気圧の大きさを体感するのに最も適した教材です。空き缶つぶしやマグデブルクの半球の実験と組み合わせると効果的です。

CDや円盤にフィルムケースを接着剤で貼り付けても実験装置になる。余分な突起をサンドパーパーで削り,底面を平らに仕上げる

完成図

塩ビのテーブルクロスも利用できる。鍋ツマミを底から見たところ

塩ビシート製大気圧シート

プラ板製大気圧シート。大きいほど効果が大である