今日の1科学【水鉄砲】
水鉄砲は、水を容器に入れて圧力をかけ、細い穴から吹き出す玩具です。水が飛ぶ速度は、圧力によって決まります。
圧力とは「面積あたりの力」のことです。たとえば、水が直径5㎝の筒に入っていて、これを5㎏重（地球上で5㎏の物体を持ち上げる力。単位は「キログラムじゅう」と読む）の力で押したとしましょう。直径5㎝の筒の断面積はおよそ20平方㎝なので、圧力は5［㎏重］÷20［平方㎝］＝0.25［㎏重／平方㎝］になります。この圧力をかけると、水は秒速5mで飛び出します。
同じ水鉄砲で、水の速度を2倍、3倍にするには、圧力を4（2×2）倍、9（3×3）倍にする必要があります。
太い筒より細い筒のほうが、断面積が小さくなり、その結果、圧力が大きくなるので、水のスピードは速くなります。水の出る穴の大きさは関係ありませんが、小さすぎると、水が出にくくなり、大きすぎると、力を込める前に水が出てしまい、強い圧力をかけるのが難しくなります。
