チコちゃんに叱られる！ストローでジュースが飲めるのはなぜ？７月１７日

７月17日放送のチコちゃんに叱られる！で
ストローでジュースが飲めるのはなぜ？
という質問がありました。

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チコちゃんに叱られる！ストローでジュースが飲めるのはなぜ？
チコちゃんに叱られる！ストローでジュースが飲めるのはなぜ？　まとめ
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チコちゃんに叱られる！ストローでジュースが飲めるのはなぜ？

ストローでジュースが飲めるのはなぜ？

答えは、ジュースが大気圧で押されているから

詳しく教えてくださるのは
東京・新宿区東京理科大学理学部物理学科教授
川村康文先生（かわむらやすふみ）

ストローでジュースが飲めるというのは…
ジュースが大気圧で押されてるからなんですね。
番組D「吸ってるからじゃないんですか？」
川村先生「もちろん吸わないと話にならないんですけどそれはねあくまでキッカケなので重要なのは吸引力のほうじゃなくって大気圧の働きなんです」
大気圧とは…空気の重さによって生じる圧力のこと。
私達人間も空気に押されて圧力を受けています。
これがストローでジュースが飲める仕組みとどう関係しているのでしょうか？
大気圧はどうなってるかっていうと…
水面にすべて等しくなるようにかかっていてストローの中の水面にも同じ大きさの大気圧がかかっています。
この時ストローの中と外で水面の高さが同じなのはかかっている大気圧の大きさが同じだから。
しかしストローでジュースを吸うことによってこのバランスは一気に崩れていきます。
ストローでジュースを吸うということはストローの中の空気を吸うことなんですが…
そうするとストローの中の空気の量が少なくなって結果圧力は小さくなったわけです。
これに対しジュースの表面を押す大気圧の力は同じ大きさのまま。
こうして生まれた大気圧の力の差によってジュースの表面にかかる大気圧がストロー内のジュースを押し上げるという仕組みなのです。
つまり私たちはジュースそのものをストローで吸ってるように感じてるんですけども…
ストローの中の空気を吸うことでストローの中の圧力の大きさを調節してジュースを飲んでるというわけなんです。
実は大気圧は上からだけでなくあらゆる方向からかかっています。
みなさんこんなことをした経験はありませんか。
この時ジュースが落ちてこないのは大気圧が下からジュースを押しているから。
つまりストロー内の気圧とジュースの重さの合計が下からかかる大気圧とちょうど釣り合っている状態だからジュースは落ちてこないのです。
番組D「吸う力がすべてではないということはどれだけ長くてもストローでジュースは飲めるんじゃないですか？」
川村先生「う～んそっ！やってみたらどうですか？ストローの中の空気をいかに減らすかこれが重要なポイントだと思います」
ということであまり迷惑がかからないように…
NHK職員がめったに使わない階段の上からストローを伸ばして1mずつ高さを変えて下にあるジュースを飲んでみることに。
高さがイメージしやすいように皆さんがよく知っている物と比較しながら実験します。
まずは高さ1m。
二宮金次郎像とほぼ同じ高さ。
金次郎難なくクリア。
続いて高さ2m。
渋谷の駅前にあるモアイ像を真似て作ったモヤイ像とほぼ同じ高さ。
モヤイ像もクリア。
しかし…
実験でストローでジュースを吸っていたスタッフが…
「結構がんばって何度も何度も吸わないとジュースが上がってこない感じが一気にきます」
そうですストローが長くなればなるほど吸わなければならない空気の量が増えるのです。
続いて3mの黄金の織田信長公像(岐阜) クリア
4mの伊達政宗公騎馬像(宮城) クリア
5mのねぶた(青森)をクリア
続いて高さ6m
モヤイ像のモデルとなった本場のモアイ像(チリ・イースター島)の１つと同じ高さ
モアイ像も何とかクリア
続いて高さ7
エジプト・メンフィスの遺跡にあるラムセス２世の立像と同じ高さ
ここにきて初めてジュースが上がらなくなりました。
しかし 1分20秒におよぶ死闘の末ラムセス２世もクリア。
実験でストローでジュースを吸っていたスタッフが…
「諦めずに吸ったからいけたって感じです」
続いて高さ8m
シンガポールのシンボルマーライオンとほぼ同じ高さ
今度もなかなかジュースがあがりません。
粘り強く吸い続けますが途中でギブアップ！
その後別のスタッフが挑戦するも…
8mの高さからは誰も飲むことができませんでした。
川村先生に結果を報告。
番組D「8mは誰も吸えなかったんですよ」
川村先生の感想は
「おー！そうなんですか水の表面にかかる大気圧は１気圧ですねでこの１気圧で押し上げられる高さの限界というのは物理学的にいうと10mほどになるのです」
私達が地上付近にいるときに受けている空気の圧力は１気圧です。
実はこの１気圧という力でストロー内の水を押し上げられる高さの限界は…
およそ10mだということがわかっています。
どういうことかというと…
ストロー内の空気を吸って気圧を下げることで水が上がっていきますが…
ストロー内の空気が無くなって０気圧になるとこれ以上気圧は下がりません。
水もこれ以上はあがりません。
この時の水の高さがおよそ10mということになります。
川村先生「ジュースの場合はね実は水よりちょっと重たいんですよねなのでまあ 9mくらいかな～と思うんですけどねでもまあ７～８mしか上がらなかったということは人の疲れとかそういうこともあったんじゃないかなと思います」
番組D「あの～高さの限界をご存じなら最初に教えていただけると…」
川村先生「それはねちょっと虫がいいですねストローで吸うだけの実験だったかもしれないけれど自分がやっぱり汗をかいてやてみないとわからないですねまだ若いんだからトライしてみて欲しいなと思うわけです」
貴重なお言葉ありがとうございます。
国連サミットで採択されたプロジェクトSDGs(エス・ディー・ジー・ズ)は…
近年深刻化しているプラスチックゴミによる環境問題に取り組んでいます。
その一環として木製のストローが開発されて今は多くの飲食店で使われるようになってきています。