水の入ったコップに紙でふたをして逆さにすると、条件が整えば紙が落ちず、水もこぼれません。外の空気が紙を押す力と、コップ内の圧力、水や紙の重さなどのつり合いが関係します。紙が水を強く吸い付ける魔法ではなく、空気の出入りを防ぐことも重要です。
ワクちゃん：空気は上から押すだけではないんだね。
チャッピー：紙の下からも押しているよ。内側の圧力や水の重さと合わせて考えよう。紙の下からも、空気は力を及ぼしている
空気の圧力は上からだけでなく、あらゆる向きに働きます。逆さにした紙の外側からも大気圧による力が働きます。コップ内が密閉に近い状態に保たれ、内外の圧力差などで水と紙を支えられると、手を離しても落ちない状態になります。
『外の大気圧があるから必ず落ちない』だけでは不十分です。紙の内側にも水からの圧力がかかるため、内側と外側、重さを合わせて考える必要があります。
ワクちゃん：大気圧さえあれば、どんな紙でも落ちない？チャッピー：ふちとの密着や紙の強さも必要だよ。空気が入れば状態が変わるんだ。紙とふちの密着が、空気の侵入を防ぐ
ふちと紙の間の水や表面張力は、すき間から空気が入りにくい状態を保つことに関わります。紙がずれたり、ふちにすき間ができたりすると、空気が入り、水が落ちるきっかけになります。
紙の硬さやぬれ方、コップのふちの形も結果に影響します。薄い紙が破れたり大きくたわんだりする場合、同じ状態を保てないことがあります。
ワクちゃん：泡が入った瞬間に水が落ちたよ。チャッピー：空気の侵入と密閉の関係を見る手掛かりになるね。試すなら、こぼれる前提で少量から観察する
割れにくい透明な容器と口を覆う硬めの紙を使い、水がこぼれてもよい流しやトレーの上で大人と行います。紙を押さえて静かに逆さにし、手を離すときも容器は確実に持ちます。人の頭の上や電気機器の近くでは行いません。
成功したときだけでなく、紙がずれた位置や空気の泡が入ったタイミングを見ると、密閉との関係を考えられます。密閉を保てなかった試行と、圧力の説明そのものが誤りであることは区別しましょう。
ワクちゃん：次は頭の上で見せてみたいな。チャッピー：トレーや流しの上で試そう。条件が崩れれば急に水が落ちる実験だからね。