UA-119493607-1 ダイラタンシー | らくらく理科教室
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片栗粉に水を含ませたものは、力を入れると固くなってそのままの形を保ちやすいですが、力をゆるめるとたちまちドロッとして流体になってしまいます。この片栗粉を水でといた性質は、ダイラタンシーという現象の一つです。

カタクリ粉の大きさ、その並び方と粒子間にある水が関係していて、静止状態と外力を加えられた状態で、微妙な変化が起こります。静止状態では水の中で粒子は一定の距離で互いに密になって液体の性質を示しますが、力を加えると粒子が離れるときに体積が膨張します。その粒子間に水が急激に吸い込まれることで生じた表面張力が関係すると考えられています。

「画像」

詳細解説

「実験概要」
カタクリ粉を水でといた物質を粗っぽく手づかみして丸めると固めることができますが、力をゆるめるとたちまちどろっとした液状になってしまいます。通常は液体ですが、急激な力を加えると固体のように振る舞うダイラタンシーという現象を観察してみることにします。「キーワード」
ダイラタンシー 流体 表面張力

「画 像」
固めると確かに固いが力をゆるめるとどろどろに  フライパンに入れて傾けるだけで怪しげな波が出現する。

「動画2」知る人ぞ知る、カタクリ粉の妖怪ダンス!

 

「動画3」カタクリ粉団子の様子

「動画4」フライパンの上での挙動

「観 察」カタクリ粉に水を含ませますとどろーっとして底にへばりついてしまいます。それをスプーンですくって手のひらにのせたいのですが、スプーンはカタクリ粉に引っかかったようになって、きれいに取るのも一苦労です。カタクリ粉は、水によく溶けて液体となるようでもあり、固体のようでもあるという何とも不思議な手応えがあります。やっと手のひらに盛ったものを丸めますが、力を入れているときにはしっかり固くなって…

…省略…

「解 説」
ダイラタンシーという現象:カタクリ粉溶液のこれらの興味ある振る舞いは、ダイラタンシーという現象で、通常時は液体ですが急激な力を加えると固体のように振る舞う性質を持つものです。この現象は、片栗粉粒子の並び方とその間にある水の空間の取り方に関係していて、静止状態と外力が加えられた状態で変化が起こることにより生じます。静止状態では水の中で粒子が一定の距離で互いに密になって液体の性質を示しますが、外力を急激に…省略…

濡れた砂浜に足を踏み入れたときのあの感触:砂浜の波打ち際に立っていると足の周りの砂地が乾いて見えることがありますね。ゆっくり砂地を踏みつけると足は吸い込まれるように入っていきますが、体重をぐっと足にかけるといきなり足の周囲が固まる感じがしてきます。これがダイラタンシーです。やはり砂遊びで大きな穴を掘って…省略…

◇このブログで発信する情報は、取扱いに注意を要する内容を含んでおり、実験材料・操作、解説の一部を非公開にしてあります。操作自体に一定のスキル・環境を要しますので、記事や映像を見ただけで実験を行うことは絶対にしないで下さい。詳細は、次の3書(管理者の単著作物)でも扱っているものがありますので参考になさってください。


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