みなさんは、考えるカラスというNHKの教育番組をご存知ですか？
この番組は、以前、「元リケジョのオススメ科学番組」という記事でもご紹介しました。
最近、この番組を見ていて気になる回があったので考察してみました。
「お盆（ぼん）と風船」の問題と解答
問題
問題は以下です。
お盆に風船を乗せて落とすとどうなるか？
答えは、以下の3択です。
- お盆が先に落ちる。
- いっしょに落ちる。
- お盆は落ち、風船は上がる。
さて、どれが正解でしょう・・・？
ちなみに、実際の動画はここからみれます。（第２回の6分25秒あたりから）
解答
答えは以下です。
ちなみに私は、１．お盆が先に落ちる。だと思いました。
何も考えず、てきとーに答えたら、見事に間違ってました（笑）。
みどり
でも、普通に考えたら、お盆が先に落ちると思うよね！？
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考察
なぜ風船とお盆が一緒に落ちるのか。
面白そうなので、考察してみました。
私は、流体力学とかもうなんか意味わからない所まで、色々考えましたが、結局「気圧差」という結論に達しました。
私が考えた答えは、以下です。
です。
もう少し詳しく言うと…。
「お盆の上」と「お盆の上以外」で空気の密度が代わり、気圧差が生じる！（「お盆の上以外」に比べて「お盆の上」の空気が薄くなる）
↓
「お盆の上以外」から「お盆の上」に空気が流れる
↓
「お盆の上」にある風船がまわりの空気に押しつけられる
↓
「お盆の上」に押し付けられて、一緒に落ちる。
えっ…、ちょっ…！意味がわからんねんけど。日本語しゃべってや。
これだけじゃ意味わからないですね。。。。
どういうことかというと…、順を追って説明していきますね！
風船とお盆を落とす前の状態
風船とお盆を落とす前の状態は、以下です。
風船とお盆を落とした直後の状態。空気の密度はどう変わる？
風船とお盆を落とした直後の状態を考えます。
落とした直後だと、お盆が先に少し落下した状態で、風船とお盆の間に隙間ができます。
そして、空気の密度は、以下のように変わります。
（※黄色の点々は空気の密度を表しています。）
お盆が落下した分だけ、お盆の下に空気が追いやられます。
なので、「お盆の上」の空気の密度は低くなります。ここがポイントです！！
以下のように、「お盆の上(A)」は「お盆の上以外(B)」に比べて、空気の密度は低くなります。
※補足
「お盆の上」の空気は密度が低くなりますが、「お盆の上下以外」の空気の密度は落下する前と変わらず、「お盆の下」の空気の密度は高くなります。
空気の密度の大小を表すと…、
となり、相対的に見て、「お盆の上」の空気の密度が低いことがわかります。
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空気の密度が変わったらどうなるの？
では、空気の密度が変わるとどうなるのでしょうか。
空気の密度が変わると、気圧差が生じます。
空気の密度が低い＝気圧が低い
空気の密度が高い＝気圧が高い
この場合、空気の密度が低い「お盆の上(A)」と、空気の密度が高い「お盆の上以外(B)」で気圧差が生じます。
「お盆の上(A)」は、空気の密度が低いので気圧が低く、「お盆の上以外(B)」は空気の密度が高いので気圧が高いです。
空気は、気圧の高い方(空気の密度が高い)から低い(空気の密度が低い)方へ流れます。
なので、「お盆の上以外の場所」から「お盆のすぐ上」へ向かって空気が流れます。
（空気の流れはピンクの矢印で表しています。）
この空気の流れによって風船は、お盆の上に押し付けられます。
これにより、風船はお盆に押し付けられて、お盆と共に落下していきます！
さいごに
私は、こう考察しましたが、これが正解かはわかりません笑。
でも、せっかく考えたので、考察結果を書いてみました。あってるのかな笑…。
この回は、風船に空気を入れて実験していますが、風船にヘリウムガスを入れて実験した回(第20回の7分25秒あたりから)もあります。
今回の考察結果が理解できれば、正解すると思います＾＾。よかったら、見てみてください！
