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プログラミング、3DCGとその他いろいろについて

水に浮く油

コップにサラダ油を入れ、上から水を注ぐと油は浮きます。重力に逆らって、上へ移動するのです。上へ行くエネルギーはどこから仕入れているのでしょう?答えは水の持っていたエネルギーです。


水と油実験

かんたんな実験をしてみましょう。コップにサラダ油を入れ、上から水を注ぐのです。

油は重力に逆らって上へ行こうとします。水面には油がたくさん浮きます。

理屈

どうして油は重力に逆らっているのでしょう?油は生きているのでしょうか?そもそも重力に逆らうにはエネルギーが必要です。そのエネルギーはどこからやってきたのでしょう?答えは水の持っていたポテンシャルエネルギーです。油が浮くと水はその分沈み、そのエネルギーが使われます。油の持つエネルギーは上がりますが、水の持つエネルギーは下がるのです。

このとき、水と油合わせて考えると重力エネルギーは減ります。水のほうが重いため、持っている重力エネルギーも大きく減るのです。減った分のエネルギーは熱エネルギーとして空気中に逃げていきます。油が水面に移動するときの水の抵抗によるブレーキの熱(わずかですが)が逃げていくのです。

今回は水とサラダ油を使いましたが、水と空気を使っても話は同じですし、空気とヘリウム入り風船でも同じです。すべて、何かがエネルギーを得ているようにみえるとき、別の何かがそれ以上に失っているという現象なのです。

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