船が浮く理由とは

ボウルに色々入れて試してみる

船の重量と同じように、水に浮かべたボウルの中に何か入れてみることで船がバランスをとって浮かんでいることがわかります。ボウルに水を少し入れた状態で浮かべてみると、まだ浮かんでいればバランスはとれていることになります。さらに水を入れて浮かべてみて、沈んでしまったら重量がオーバーしてしまったんだなということが分かります。船も同じようにしているのですね。


船が浮かぶほどの水の中の力とは

この点から考えると、水の中の力はモノよりも大きくないといけないのですが、船が水の上に浮かんでいるということは、それだけ水の中の力が船の重さと同じ程度あるということです。この水の押し上げる力と沈む重さがつりあってないと浮かんでいることはできないのですから。

しかしなぜあんなに大きい船のようなモノが水の中で浮かんでいることができるのでしょうか。船の材質は金属が多いためにそれだけ重いはずです。しかし、その分船は「広い」ので水から押し上げようとする力を沢山受けているのですね。それで船は自分の重さと水から受ける重さのバランスがうまくとれて浮かんでいることができるのです。これは当然ながら重量オーバーなどが起きると沈んでしまいます。そういう全体の重量を計算しつつ浮かんでいることができるんです。
posted by ふね at 15:30| Comment(0) | TrackBack(0) | 日記
浮き沈みには浮力が関わってきます
水の中にモノを入れると、モノは自分の重さでどんどん底のほうに沈んでいこうとします。それに対して水の中からは上下左右からモノを押そうという力が関わってくるのです。この水の中の力は水の底であれば底であるほど強くなってきます。その水の中の力と、沈むモノの重さとの関係で浮くか沈むかが決まります。重さのほうが大きければ沈むし、逆に水の中の力のほうが強ければ浮かんでいます。


誰でもできる観察方法

船はなぜ浮かぶことができるのでしょうか。誰しも小さい頃、子供の頃、疑問に思ったこともあるかもしれません。それについて、実際に自宅で誰でも確認することができる方法というものがあります。一度、観察してみるのもいいかもしれません。

まずはどうしたらいいのでしょうか。

お風呂を使うことで観察することができます。用意するものが２点あるので、そちらをまずは用意してみてください。


１：ボウル（料理などで使うものです。ステンレスのものがいいでしょう。キッチンにあると思います）
２：ステンレスのスプーン（ある程度大きいもののほうがいいかもしれません）

この２点の違いを出すために、できるだけボウルのほうがスプーンよりも重いものを使用しましょう。

さて。お風呂に行ってみて、湯船に水をためましょう。お湯でも構いません。貯まった水の上にボウルを上向きにして置いてみると、浮かんでいます。しかし、スプーンはどうでしょうか。同じようにお皿が上を向いた状態のスプーンを水の上においても沈んでしまいます。また、ボウルも差傘にしたり裏返してしまうと、底まで沈んでしまったり、沈まなくても一部が水の中に入ってしまったりします。

いずれもステンレスでできたものなのですが、なぜ沈んだり浮かんだりするのでしょうか。また、同じボウルでも浮かんでいるときと沈んでしまっているときの二つに分かれるのはなぜでしょうか。

そこには「浮力」という水が押し上げる力が関わってきて、またそれにはモノの重さが関わってくるのです。