指でおした力

指でおした力

物体を完全に沈める際、全体の体積から計算される浮力と物体の重さの差を補うために、外部から鉛直下向きに加える力

解説

物体を液体に入れたとき、物体には上向きの力である浮力が働きます。アルキメデスの原理によれば、浮力の大きさは物体が押しのけた液体の重さに等しくなります。密度が液体よりも小さい物体は、そのままでは一部が水面上に出た状態で静止（浮遊）しますが、このとき「重力 ＝ 浮力」というつり合いが成立しています。

物体をさらに深く押し込み、完全に水面下に沈めると、物体が押しのける水の体積が最大になるため、浮力も最大値に達します。この最大浮力が物体の重力よりも大きい場合、物体をその場に留めるためには、不足している下向きの力を外部から補う必要があります。これが「指でおした力」であり、力のつり合いの式は「指でおした力 ＋ 物体の重さ ＝ 浮力」と定義されます。