気圧~なぜ飛行機で耳が痛くなるのか~072(科学⑬)

科学

こんにちは、けいタンです。

今回は飛行機に乗っているときに起こる現象について説明していきます。

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今回のテーマについて

私はたまにですが、飛行機に乗ることがあります。

そのときに毎回思うことがあります。

「なんで飛行機に乗っているに限って、耳がキーンと痛くなるのか?」

ということです。

このことは、多くの方がひそかに感じている、いわば飛行機あるあるではないでしょうか。

そこで今回は、そんな

「飛行機に乗っていて耳が痛くなる理由」について

科学的な観点からその原因を追究していきます。

では、Let’s science!(サイエンス!)

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ではまずは、今回の話の結論部分から始めていきます。

今回のテーマに対する解答

耳が痛くなる理由とは?

飛行機に乗っていて耳が痛くなる理由というのは、

気圧が地上の場合に比べて急に下がったことで、鼓膜の内側の空気が鼓膜を押すから

耳が痛くなるということになります。

ではこのことについて、もう少しだけ詳しく見ていくことにしましょう。

天気予報と気圧

突然ですが、皆さんは毎日、天気予報を見ますか?

おそらく今日では、テレビやラジオなどでの天気予報よりも

スマートフォン等でさっと確認する方のほうが多いかと思われます。

というのも、よく天気予報で「気圧」という言葉を耳にしますね。

では、気圧とは何でしょうか?

気圧とは、読んで字のそのまま、大気による圧力のことです。

私たちの体と大気圧

気圧についてもう少し見てみることにしましょう。

そもそも地上のあらゆる物体というのは、1cm²(1cm×1cm)あたりに

おおよそ1kg 程度の圧力(=1気圧=1013hPa)で押されているのです。

なので実は、私たちの体もこのような圧力をずっと受けているのです。

こんな話をすると、こういうことを考える方がたまにいます。

「じゃあ、なんで私たちの体は圧力を受けているのに、押しつぶされていないの?」

という疑問です。

確かに、私たちの体を含め、ほとんどの物質・物体が押しつぶされることなく存在していますね。

そして結局のところ、私たちの体がこの圧力を受けてもつぶれないのは、

私たちの体内も同じ1気圧(=1013hPa)で押し返しているからなのです。

そのような実感はあまりありませんが、今回のテーマに大きく関わってくる大切な事項なので、

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高さと気圧の関係性

上空と地上の気圧差について

飛行機の内部の気圧

空気は高所へ行くほどうすくなるので、必然的に気圧も下がります。

例えば、飛行機が飛んでいる約1万m上空では、気圧は0.2気圧ほどになります。

すなわち上空では、地上の5分の1程度にまで気圧が下がるのです。

ですが実際のところ、飛行機の中はおおよそ0.8気圧になるように保たれています。

このように、飛行機内ではある程度の気圧の調整のおかげで、気圧差を緩和しています。

しかしながら、0.8気圧といったら、富士山の五合目(=2400m)くらいに相当する

気圧の低さになります。

気圧と耳が痛くなるワケ

鼓膜を押す力

それでは、今回の本題である「耳が痛くなる理由」について考えていきます。

そもそも耳の鼓膜の内側というのは、鼻とのどにつながっていて、ちょっとした空間があります

この部分の気圧が飛行機に乗っているときなど、鼓膜の外側よりも高まると

鼓膜を内側から押すことになり、そのときに痛みが生じるのです。

下に図を掲載しておきますので、参考程度にご覧ください。

参考:物理の仕組み

おまけ~耳の痛さを軽減する方法

最後におまけ的な内容として、耳の痛さを軽減する方法とその原理について軽く説明しますね。

代表的な耳の痛さを軽減する方法の1つが「あくびをする」ことです。

あくびをすると痛みが消えたりするといわれていますが、

これはあくびをすることで、耳の内部と鼻の奥をつなぐ「耳管」という部分が開くので

耳の中の空気が抜けることで耳内部の圧力が下がる

という原理なのです。

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まとめ~体の内部から1気圧で押されている!

いかがだったでしょうか。

では今回も、最後にまとめをして終わりにしましょう。

確認しておくべき飛行機での耳の痛さに関する6つのこと

  • 気圧とは、大気による圧力のことである。
  • 地上のあらゆる物体は、1cm²あたりにおおよそ1kg 程度の圧力(=1気圧)で押されている。
  • そして、私たちの体内も同じ1気圧で押し返している。
  • 空気は高所へ行くほどうすくなるため、気圧も下がる。
  • 耳の鼓膜の内側は、鼻とのどにつながっていて空間があり、この部分の気圧が鼓膜の外側よりも高まると、鼓膜を内側から押すことになり、そのときに痛みが生じる。
  • 耳の痛さを軽減する方法の1つがあくびをすることである。

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では今日はここまでです。最後までご覧くださりありがとうございました。

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