一般小学生
まとめ
【定義】 物体の重さ(重力)よりも、その物体が完全に沈んだ時に受ける最大の浮力の方が大きい場合に、物体が流体中を上昇、あるいは表面に留まる現象。
まとめ
物体に働く重力よりも、流体から受ける浮力の方が大きいとき、物体は「浮く」。これは物体の密度が周囲の流体の密度よりも小さい場合に発生する現象である。
解説
物体を水などの流体に入れた際、その物体には下向きの「重力」と上向きの「浮力」が同時に作用する。浮力の大きさは、物体が押しのけた流体の重さに等しい(アルキメデスの原理)。物体の体積をV、物体の密度をρ、流体の密度をρ0、重力加速度をgとすると、重力はρVg、完全に沈んだ時の最大浮力はρ0Vgとなる。ρ < ρ0の条件を満たすとき、浮力が重力を上回り、物体は浮き上がる。最終的には、液面より上の部分が出ることで、沈んでいる部分の体積が減少し、浮力と重力が釣り合った状態で静止する。
小学生のみなさんへ
水の中に物を入れたときに、上の方へ上がってきたり、水の上に残ったりすることを「浮く」というよ。これは、水が物を押し上げようとする「浮力(ふりょく)」という力が、物の重さよりも強いときにおこるんだ。例えば、木やプラスチックは、同じ大きさの水よりも軽いから、水に浮くことができるよ。逆に、石や鉄のように重いものは、浮力よりも重さの方が強いから沈んでしまうんだ。
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