Water Bottle Flip Edition（水ペットボトルの宙返り）の科学

　Top Trending Videos of 2016(Global)のベスト6が「Water Bottle Flip Edition」です。 https://www.youtube.com/watch?v=P8V_bx0L4RY 　水入りペットボトルをひょいと放り上げて宙返りさせ，見事に着地させる遊び（ボトル・フリッピング）が大流行りになりました。（ただ，ずいぶん前にやったことが有るような無いような）これは，単なる偶然と慣れが生み出す現象ではありません。物理的要素の塊とも言える魅力的な実験でもあります。また驚くべきは，この動画の大人達より，レベルが高い子ども達がいることです。 　 　使うのは水のペットボトル（500ml）です。水の量は試行錯誤する余地はありますが，1/3ほど入れておきます。まず，キャップを摘んで持ち上げ，15cmほどの高さからテーブルに落としてみましょう。少しでも斜めに落とすと，ドンと跳ねて，うまく着地しないことが多いでしょう。次に，同じようにキャップを摘んで軽く下から振り上げて一回転させます。こんな無茶をしても，タイミングが合えば見事に着地します。ポトンと落としてもダメなのに，クルリと回転させると，なぜピタッと着地するのでしょう。 　振り上げて手を離すまでは，水は遠心力で底に貼り付いた状態にあります。しかし，逆さになる頃から，側面を伝ってボトルの上部に移動します。さらに回転が進んでボトルが下に落ち始めると，水は無重力状態のようになります。そして着地の瞬間，テーブルに叩き付けられるので，上部にあった水は底に落ち込み，衝撃で瞬時にまた上部に飛散します。これは，ボトルを跳ねさせるエネルギーを分散させたことになります。このとき，重心はぐっと下がっています。その直後，上から水がドシャッと底に落ち込みます。そのため，ボトルを押さえ込んだような効果が現れ，ピタッと着地すると考えられます。 　 　 　コツさえつかめば，幼児でも２本同時に宙返り＆着地させることができますし，さらにトリッキーな着地をさせることもできます。身近なもので奥が深い技の数々が楽しめるので，世界中で流行るようになったのでしょう。 https://www.youtube.com/watch?v=G9P2iUS2oFE 　トリックショットだけでなく，水のペットボトルでないとできないの？ 炭酸系のペットボトルでは？ もっと大きいペットボトルでは？ 水の量を変えると立たないの？など，いろいろチャレンジしてみましょう。なお，動画のペットボトルのように，やや太めでキャップの口径が大きいのは，キャップと口にベントスロット（溝）のない水のペットボトルです。 　前述のように，ボトルを真っ直ぐ下に落とすと，きちんと立ちます。スローで見ると，着地した瞬間，ドピューンと真ん中から水の細い柱が跳ね上がり，キャップ裏にぶつかって弾けます。こうして着地の衝撃を吸収しているので，ボトル自体が跳ね上がらないのです。少し斜めに落とすと，水が真ん中からではなく端から跳ね上がります。比較的高い位置にある水の重心が偏る上に，上から押さえつけるような強い働きも生まれないので倒れてしまうようです。そう考えると，サッと上に素早く持ち上げた直後にテーブルに叩きつければ，上からドシャッと水が落とし込まれるので，ピタッと着地させられることが分かります。 関連実験（あわせて、こちらもどうぞ） 逆立ちするアルミボトル いろんなものでコークスしよう ペットボトルの起き上がり小法師（ヒット・ペット）の科学