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なぜ上から叩いただけでガラス瓶の底が割れるのか。

ギズモード・ジャパン 9/22(木) 19:10配信

ガラス瓶の口を上から勢いよく叩くと、底が抜けるように割れる。雑学好きな方には有名かもしれないこの現象。そりゃガラスだから叩けば割れるでしょ、と思われがちですが、中に液体が入っていない場合は同じ力で叩いても割れません。では、どうしてこのようなことがおきるのでしょうか?

動画はこちら:https://youtu.be/GMb6GNYPqXA

YouTuberのMark RoberとBackyard ScientistのKevinが仮説を立てて検証しています。

仮説1:叩いたときに入り込む空気圧がボトルにひびを入れる

しかし、蓋がついたボトルを上からハンマーでたたいても、同じようにボトルの底が割れてしまいます。

仮説2:炭酸が入ってない飲み物のほうが割れる

瓶の口を叩くと、内部の液体よりも瓶のほうが素早く下に動くため、瓶の底で真空の部分が生まれます。そして、真空部分と瓶の外側との気圧の差が生まれ、この気圧のはたらきが今回の現象に関係していると仮説を立てました。

ただの水が入った瓶で検証したところ、仮説通り瓶の底に真空部分が生じ、底が砕け散ります。一方、炭酸飲料の場合、真空部分で炭酸の成分であるCO2が泡になり、より瓶の上に行こうとします。その過程で大量の泡が発生する連鎖反応が起き、口のほうから一気に泡が溢れ出ます。

どうやらハンマーで叩くことによって出来る、この真空部分がこの現象のきっかけとなるようですが、割れる直接的な要因はなんなのでしょうか?KevinとMarkで別々の仮説を立てて検証しています。この検証では7,000フレーム/秒のスローモーション撮影で挑みます。

Kevinの仮説:瓶の中で移動する水の勢いにより割れる

Markの仮説:真空部分が生じたときに気圧の差で瓶の外から空気が内側に押し込まれて割れる

そして、検証の結果。

Kevinの仮説、水の勢いで瓶の底が割れるというのが正しいと判明しました。どのようなことが瓶の中で起きているかというと、真空部分と液体の間に力関係が生じ、液体が通常の状態より10倍の速さで底に落ちます。その衝撃で底が割れるということです。

なぜ割れるのかがわかったことで、このトリックを成功させるための秘訣も判明。

1.手ではなくボトルを叩くこと。ボトルの握るところを濡らしておくと、叩いたときに手から滑ってボトルが確実に移動するのでいいかも。

2.水もしくは、炭酸ではない飲み物をつかうこと。

3.高い蒸気圧の液体を使うこと。冷たい水より、熱い水を使うほうが瓶の底に真空が生じやすくなります。蒸気圧が高い除光液(アセトン)も真空が生じやすいですが、ガラスが割れる以上の危険性があるのでオススメしません。

4.安全に気を付けること。

5.ビビらずに叩くこと。途中で怖がると手が痛くなっちゃいますからね。

パッと見、ただハンマーで瓶を割っているようにしか見えないですが、こんな仕組みで割れているとは知りませんでした。これを試すのに瓶を割るのは、かなり場所を選びますが、豆知識としてどこかで披露できればそれもかっこいいですよね!

image by YouTube

source: YouTube

Casey Chan - Gizmodo SPLOID[原文]

(abcxyz)

最終更新:9/22(木) 19:10

ギズモード・ジャパン