ペットボトルやコップが水に浸かっても漏れない理由とは？物理の原理に基づいた解説

ペットボトルを逆さにしてお湯を張った浴槽内に入れても水が漏れない、また空のコップやペットボトルを逆さにして水中に浸けても水が入らない理由には物理的な原理が関わっています。この記事では、その現象の背景にある原理を解説します。

1. ペットボトルが水に浸かっても漏れない理由

ペットボトルを逆さにしてお湯を張った浴槽に入れたとき、水が漏れないのは、ペットボトル内の空気が圧縮され、外部の水と均衡を保つためです。ペットボトル内部の空気は圧力によって押され、ボトル内と外の空間が均等に保たれるため、水は漏れずに留まります。

空のペットボトルやコップを逆さにして水中に入れると、水が入らない理由は「水圧」と「空気の圧力」に関係しています。逆さにした容器内の空気が水圧に対抗し、水の流入を防ぎます。容器内の空気は圧縮され、外部の水が中に入ることなく、一定の圧力バランスを保つのです。

水圧は水の深さによって増加しますが、空の容器内にある空気もその圧力に影響されます。容器が逆さになると、水圧が容器内に水を入れさせないように働きます。圧力差が生じ、容器内の空気が水を外に押し返すため、内部には水が入りません。

この現象は、例えば、水中での潜水や気密容器を扱う際にも応用されています。空気と水、または異なる流体が相互作用することで、容器の中に水が入らない状態を作り出すことができます。これを理解することで、他の物理現象にも応用が利きます。

ペットボトルが逆さになっても水が漏れない理由や、空の容器が水に浸かっても水が入らない理由は、空気の圧力と水圧が関係していることに起因しています。この物理現象は、水と空気の間の圧力バランスによって説明され、実生活のさまざまなシーンで応用されています。