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【不透明なビン内の水位をmm単位で知る方法】
(これは、http://q.hatena.ne.jp/1239117083 の設定をお借りしています。)

・コーラのビンのように、形が不規則なビンで、不透明で外(横)から中身が見えないビンがあります。ここに水100cc(測れます)を入れました。水面は上からのぞけますが、暗くて見えません。さて、このビンが水平の机に静止して載っているとして、机の面からの水位をmm単位で知る(測る)方法を考えてください。

・使えるのは、mm単位の定規、直角定規、そのほか、町の文房具屋やスーパーで買えるもの(紙、ひも、棒、鉛筆、...)で、小学生でも扱えるようなものです。

・なお、定規の精度については、何らかの方法でmm単位の定規で目盛りが読めたらOKという程度とします。またビンの口は狭いので、定規は差し込めません。

・念のため:ビンの外から強烈な光をあてても、中は透けません。レントゲン装置などは使えません。ですから、ビンの外に水位の線を描くことは、普通の手段ではできません。

・id:dqndamepoさんもどうぞ。もちろん、id:tiduru0719さんも歓迎します。







●質問者: sibazyun
●カテゴリ:学習・教育 科学・統計資料
✍キーワード:MM コーラ スーパー レントゲン 不透明
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 18/18件

▽最新の回答へ

1 ● uehaj
●10ポイント

(1)瓶の底面近く横向きに穴をあけます

(2)穴を手で塞いだ状態で100ccの水を瓶に入れます。

(3)ある水深の水槽に入れ、瓶の底が水槽の底につくようにします。

(4)水槽の水深を計測します

(4)穴を塞いでいた手を離します

(5)水位が増加したら、水槽の水量を減らして(2)へ

(6)水位が減少したら、水槽の水量を増やして(2)へ

(7)水位が増加も減少もしなければ、そのときの水槽の水位が瓶の中の水の水位とと等しい。

◎質問者からの返答

「非破壊検査でお願いしたい」と書こうとしたら、非破壊のコメントが来ていました。

サイホンの方法を、小学生でも分かるように、解答欄に書いていただけますか。例えば、サイホンはどうやって作るか、とか。


2 ● 家庭教師で中学受験
●20ポイント

? まず定規でビンの高さを測ります。

? ビンの口からひもをたらし水面についたところでストップ!その長さを測ります。

(ひもが水面に着くまでに曲がっちゃうから正確な長さはでないよっ!というのならば

ビンに入るくらい細い棒にひもを真っ直ぐくっつけて、ビンにいれる。

水面に着いたらストップ!水にぬれている境目から長さを測ればいいでしょう。)

? ?から?の長さを引けば机から水面の高さが出るのではないでしょうか。

こんなもんでどうでしょ!?

◎質問者からの返答

私もこれを考えたのですが、

・水面に着いたことを感知する方法は?

・別に付いた瞬間でなくても、もっと水に浸せば、

「水にぬれている境目」ができる・・・のですが

確実にぬれた境目がわかる材質の紐って、何かが

よくわからないのです。この点のヒントはありますか。


3 ● rafile
●30ポイント

(1) パチンコ玉を用意します。口のところから落としたらぽちゃんと音がします。ストップウォッチで落としてからポチャンまでの時間を計ります。1/2gt^2[m]が口からの距離なので、テーブルから口までの長さからこれを引くと答えがでます。

(2) ビンに口をつけて笛にします。ぼーっと音が鳴ると思います。厚紙を丸めて底を塞いで笛にします。同じ音がでたら同じ長さなので、これまたテーブルから口までの長さから厚紙で作った笛の長さを引くと答えが出ます。

(3) テーブル毎冷凍庫に入れます。冷凍倉庫のがいいでしょう。棒でつっついて、その長さを測ります。氷は体積が増えるので不正確ですね。ゼリーをいれて固まらせたらよいかもしれませんね。

(4) ストローをまっすぐ底までさして水をストローの中にいれてから端を塞いでとりだすと、ストローの中の水の長さがビンのなかの水の高さです。口から底までの長さを別途棒を使って計ると、底からの水の高さがわかります。

◎質問者からの返答

(1)ビンが常識的な大きさなら、ストップウォッチで手で測れる精度ではないですね。

(2)同じ高さの音という判定はどうする?材質が違うので、音色はちがうから、判定が難しそうです。

★音の判定のしかたのコメントありがとう。

(3)え、テーブルごとでなく、ビンだけでよいですね。膨張率は、高さの分かっている標本をまっすぐで外から見えるビンで作ればよいですね。

(4)今のところ、一番スマート。ただし、ビンの底の肉厚があるので、この補正が要りますね。


4 ● Misatch
●40ポイント

1)湿度の高い部屋を用意します。

もしくは、観測する部屋でお湯を沸かすなり瓶をしばらく冷蔵庫に入れるなりして、観測対象の瓶と中の水に比べ、部屋の温度が高くなるようにしておきます。

2)瓶をしばらく放置し、水が入ってる部分に結露が付くのを待ちます。

3)直角定規や垂直の壁を作れる箱などを使って、結露の上端の高さを測ります。


結露を利用して水面の位置を瓶の外に描き出すという方法ですが、いかがでしょう?

(瓶の厚さや熱伝導率などによって水面と結露面にどのくらいの誤差が出るのかがよくわからないのですが、水量が100ccということからmm単位では誤差無しという量に収まるのでは、と思います。

◎質問者からの返答

5番まであけた中では、これが一番おもしろい。

「水面と結露面にどのくらいの誤差が出るのか」が

弱点ですね。


5 ● ramdass
●30ポイント

浮かべたときに、口から出るような浮きを浮かべ、はみ出た長さから口から水面の長さを測定する。

具体的には、コルク栓を細くしてビンに入るように削り、その片側に細くて軽い長い棒たとえば0.5mmくらいのピアノ線を刺し、もう片側に重りをつけ水面に浮かべる。あらかじめ別のところで水に浮かべたときの喫水線を調べておき、そこから棒の先までの長さ(A)を測る。ビンに浮かべたときの口からはみ出た長さ(B)と、机から口までの長さ(C)を測ると、答えは、C-B+A

問題は、ビンの口に入る細さでバランスよくまっすぐ立つ浮きが作れるかどうか。

◎質問者からの返答

これに類したことは私も考えたのですが、

「ビンの口に入る細さでバランスよくまっすぐ立つ浮きが作れるかどうか。」

で私も悩んでいます。


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