シャンプーのポンプを押したら液体が出てくるのはなぜ？チコちゃん
26年4月24日放送の「チコちゃんに叱られる」の問題『なぜシャンプーやリンスの容器は押したら液体が出る？』の答えなどまとめてご紹介。
スポンサーリンクゲスト出演者
【ゲスト】大竹まこと、田中麗奈
【VTRゲスト】なし
なぜシャンプーやリンスの容器は押したら液体が出る？
3問目の出題は、
なんでシャンプーやリンスの容器って押したら液体が出るの？
チコちゃんの答えは、
心臓と同じ仕組みだから
解説は東洋大学の望月修名誉教授。
シャンプーやリンスなどに使われている容器のノズル部分はプッシュポンプと呼ばれていますが、その内部はキャップ、管、バネ、直径4mmほどの小さなボールが1個(製品によってはボール2個)という構成で、特にボールの働きが重要。
簡単に説明すると上側には穴を塞ぐふた、下側には管に栓をするボールがあり、ノズルを回すとバネの力でノズルが上に持ち上がって注射器が液体を吸い込む原理で中の空気と一緒にボールが上に引っ張られて塞いでいた隙間から液体が流入。
これと同時に上のふたは下方向に引っ張られているため栓をしている状態に。
続いてノズルを押して液体を出そうとするとプッシュポンプ内の液体が上下の穴から外に出ようとしますが下のボールが押されてふたとなり液体が出ていくのをがっちりと止めますが、その一方で上のふたは液体によって押し上げられて穴が開いて隙間から液体が外へ。
中にあるふた(弁)とボールによって上が閉じて下が開く、下が閉じて上が開くという2つの動きを同時に行うことで液体を一方通行的に動かしてプッシュポンプは機能しているわけですが、これとおなじ原理を使っているものの例としては灯油ポンプ(通称シュポシュポ)が代表格。
スポンサーリンク灯油ポンプも2つも弁が中に入っていて、ドアを開けたり閉じたりするように逆側には開かないような構造。そして上のポンプを膨らませるとポンプに向かって吸い寄せられる力によって横の弁は閉じ、下の弁が開いて液体が流入。
続いてポンプ部分をしぼませると今度はポンプ内の液体が押し出されて下の弁が閉まり、横の弁が開いて液体を一方通行で外へ。
このように灯油ポンプも2つの弁が同時に開閉を行っているので原理としてはシャンプーやリンスの容器と同じ。
さらに私たちの心臓も同様の仕組みを持っていて、筋肉で出来たポンプである心臓はドクドクという拍動で収縮と拡張を繰り返して全身に血液を循環。
心臓には右心房、右心室、左心房、左心室と4つの部屋があって、それを仕切る開閉式の弁も4つあり、これはプッシュポンプと同じ原理。
まず右心房が縮むと弁が開いて血液が右心室に流れ込み、次に右心室が縮むとプッシュポンプと同じ仕組みで血液の逆流を防ぐために弁が閉じられて次の弁が開いて血液が一方通行で肺に流入。
スポンサーリンク肺で新たな酸素を含んで心臓に戻って来た血液は左心房、左心室の弁の開放によって一方通行で流れて全身へ送り出されるというのが心臓のポンプ機能。
この心臓のポンプの機能は非常に強力で人間の血管は全身で約10万km(地球2周半)といわれている中、心臓は毎分60～100回動いて6リットルもの血液を循環。
最後にシャンプーのプッシュポンプはどれぐらいの力があるのかストロー部分をどんどん延長して行ってどこまで届くのか実験。
まず2mのチューブで実験してみるとプッシュ回数31回、タイム8秒08で液体がチューブの中を進んで無事排出。
続いて6mまで延長してみるとプッシュ回数46回、タイム9秒15で液体到着。
さらに階段を数段登る難しいコース取りで10mに挑戦してみると、階段でかなり苦労するも徐々に液体は進んで行き、途中でプッシュを休むと液体が逆戻りして階段までバックしてしまうという障壁にぶつかりながらも最終的にはプッシュ回数584回、タイム7分12秒でプッシュ成功。
という事で3問目は以上。
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