不思議な円形流体

北海道大学流体物理学研究サークル

執筆者：北方圏理科振興協会所属：加藤誠也先生（北海道副実行委員長）

先生からひとこと

北大流測研／サイエンスレンジャー／北海道「青少年のための科学の祭典」実行委員他
「円形流体」に係わるあれこれを研究中

なんの実験かな？

円形の容器（バケツ等）に水を入れ回転させると水の中心部分がへこむことは多くのみなさんが知っているでしょう。でもこの水はへこむのではなく、もりあがる場合があります。どのようにすればもりあがるのかを実験してみましょう。

１．よういするもの

・透明なびんか、プラスティックの円筒容器
・サラダ油（オリーブ油がよい）、水
・綿糸、ワッシャー（なくてもよい）
・ビニールテープ

２．つくりかた

下の図のように、容器に水を入れてからサラダ油を静かに入れる。

３．やりかた

容器を、回転台に乗せるか、ひもでつり上げるかしてぐるぐる回してみる。

４．かんさつ

水と油の境界面の形をよくかんさつしよう。
容器に水か油のどれか一つ入れただけだと中心がへこむのに、水と油の二つが入ると中心がもりあがる。
また回転を急に止めるとどうなるだろうか。

５．不思議はどこだ

理科のふつうの考え方では水はへこむのですが、この実験では高くもりあがります。また、回転を急に止めると深くへこみます。どうしてでしょう。

６．考え方

この現象は水と油の「粘っこさ」の違いから起こるもので、油が水より粘っこいことが、この現象の原因なのです。
つまり、容器を回すと油が水より早く回り出す。また容器を止めると、油は水より早く止まる。これが不思議な現象を起こしているのです。