一般小学生
まとめ
【定義】
浮いている物体に対して、鉛直下向きに外力を加え、静止している状態よりも深く水中に沈没させる動作を指す。
まとめ
物体を垂直におすと、水面下にある物体の体積が増加し、それに応じて物体に働く浮力が大きくなる。物体を一定の深さで静止させるには、重力と加えた外力の合計が、その深さで発生する浮力と等しくなる必要がある。
解説
流体の中にある物体には、その物体が押し退けている流体の重さに等しい上向きの力、すなわち「浮力」が働く。これをアルキメデスの原理と呼ぶ。浮いている物体を垂直におすという行為は、人為的に排水量を増大させる行為である。沈む深さが深くなるほど、排除する水の体積が増えるため、物体を押し戻そうとする浮力は増大していく。したがって、より深く沈めるためには、より大きな外力を垂直に加える必要がある。完全に水没した後は、排除する水の体積が一定になるため、理論上、浮力は一定(深さに依存しない)となる。
小学生のみなさんへ
お風呂でボールを水の中にぎゅーっと押しこんだことはありますか?深く沈めようとすればするほど、水が押し返してくる力が強くなって、大変になりますよね。このように、浮いているものをまっすぐ下におして、水の中に沈めることを「垂直におす」といいます。これは、水が物を持ち上げようとする「浮力(ふりょく)」という力に関係しています。
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