乗車日記

自転車ときのこ

動く紙、つづき

今日分かったこと。

  1. 金属でできたクッキーの箱でやっても跳ね返る。
  2. 紙を端に寄せた後、すぐに手を離すと反発が強いが、しばらく止めておいて離すと反発は弱まる。しかし、1分ぐらいの時間をおいても反発は生じる。
  3. 台所洗剤を水に混ぜると反発は弱くなる。
  4. 紙を置いた状態でどちらかの水面に、水を足しても紙は動かない。
  5. 水の深さはあまり関係ない。

1から静電気ではないと思われる。2から動的な現象と静的な現象の両方があるような気がする。4から、単に水がせき止められている訳ではないことが分かる。(そもそも水面に浮いている紙で、下の水がせき止められるのはおかしい。)

以上から現段階での仮説的見解。

  • 紙が浮くときには重力で少し沈み、縁から表面張力で少しだけ水が盛り上がっている状態になっている。
  • それを端に寄せて行くと、紙面より盛り上がっている水は同時に寄せられていき、水面が若干上がる。広くなった側は水面が若干下がる。
  • 水面が上がった分は、紙の下を通り抜けて広い側に移っていくが、何故かこれは遅い。目で見ても分からないぐらいしか盛り上がらないので、面を下に押す力が微弱であり、水の粘性の方が強くて動きにくいのかも知れない。
  • 盛り上がった水が水面を平行に動いて戻る分には、上側は空気なので粘性の影響が少ない。
  • 外から水を入れた場合は、量も多いし、力が一点に集中するので、粘性はあまり影響せずに、紙の下を流れる。

苦しいところもある。もう少し検討を進めたい。できれば紙にかかる力の大きさを測定して定量的に議論したいところ。それから微小な水面の変化を検出できる変位計も欲しい。