一般小学生
まとめ
【定義】 物体が液体中に存在するときに、その物体が占有する領域から排除された液体の体積のことである。この体積に相当する液体の重さが、物体にはたらく浮力の大きさを決定する。
まとめ
物体がおしのける液体の体積は、物体にはたらく浮力の大きさに直結する。この体積が大きいほど、物体を上方へ押し上げる力も大きくなる。
解説
物体が液体(水など)に入ると、その物体が占める体積の分だけ、もともとそこにあった液体が周囲にどかされる。これを「物体がおしのける液体の体積」と呼ぶ。アルキメデスの原理によれば、物体にはたらく浮力の大きさは、その物体がおしのけた液体の重さに等しい。数式では、浮力をF、液体の密度をρ、おしのける液体の体積をV、重力加速度をgとすると、F = ρVg という関係が成り立つ。船が水に浮くのは、船全体の体積を大きくすることで、おしのける液体の体積を増やし、自分自身の重さを支えるだけの大きな浮力を得ているからである。
小学生のみなさんへ
コップいっぱいの水に石を入れると、水面が少し上がるよね。その「上がった分の水」が、石がおしのけた水の量だよ。お風呂に入ったときに、お湯がザバーっとあふれるのも同じ理由だね。このおしのけた水の量が多いほど、物を上に押し上げる力(浮力)が強くなって、物が浮きやすくなるんだよ。
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