浮く

一般小学生

まとめ

  • 物体の重さ重力)よりも、その物体が完全に沈んだとき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。
  • 物体の密度が周囲の流体(水や空気など)の密度よりも小さいときに発生する。
  • アルキメデスの原理に基づき、物体が押しのけた流体の重さが浮力の大きさとなる。
浮力密度アルキメデスの原理力のつり合い

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」が同時に作用します。浮力の大きさは、物体が押しのけた流体の重さに等しいという「アルキメデスの原理」に従います。

物体が浮くかどうかは、物体の密度と流体の密度の比較で決まります。例えば、水の密度は約1g/cm³です。重さ100gで体積が120cm³の物体を水に入れると、完全に沈んだ場合に受ける浮力は120g分となり、重力の100gを上回るため、物体は浮き上がります。最終的には、水面から上に出ることで沈んでいる部分の体積が減り、浮力と重力がちょうど100gでつり合った状態で静止します。

コラム

水中にある物体は、空気中にあるときよりも軽く感じられます。これは浮力が重力を打ち消す方向に働くためです。ばねばかりで測定すると、その値は「空気中での重さ - 浮力」となります。

例えば、空気中で100g、体積が10cm³の物体を水に沈めると、10g分の浮力を受けるため、ばねばかりの目盛りは90gを示します。このように、物体の密度が水の密度より大きい場合は沈みますが、水中での重さは確実に軽くなります。

小学生のみなさんへ

水に物を入れたとき、ぷかぷかと「浮く」ことがありますね。これは、水が物を上へおし上げようとする「浮力ふりょく」という力が、物を下へ引っぱる重力よりも大きいときにおこる現象です。

物が浮くかどうかは、その物の大きさと重さのバランス(密度みつどといいます)で決まります。水よりも「同じ大きさあたりの重さ」が軽い物は浮き、重い物は沈みます。たとえば、大きな船は鉄でできていますが、中が空洞くうどうで全体の大きさがとても大きいため、おしのける水の重さが船全体の重さより大きくなり、浮くことができるのです。

ルラスタコラム

海水塩分がとても濃い「死海」という場所では、ふつうの海よりも浮力が強くはたらきます。そのため、人間が何もしなくても、まるでソファに座っているかのようにぷかぷかと浮いて本を読むことができるんですよ。

記事の内容に誤りがありますか?

⚠️ 修正を提案する
ルラスタマップ (3層表示) フルサイズで表示 (5層) ↗
マップを生成中…

最近見た用語
履歴をチェックしています…