すごく恥ずかしい質問です・・・

ふと思ったのですが、風船に空気を入れて水に浮かせると浮くのはなぜなんでしょう？

空気のほうが水より体積がおおきいからでしょうか？

No.5 ベストアンサー 回答者： yoisho 回答日時： 2005/07/27 14:07

風船が受ける上方向への圧力と下方向への圧力の差よりも、風船の重さが軽いからです。

以下、図を使わないで、言葉だけで説明するのは難しいのですが、

まず、水中の水の圧力（水圧）は、その上にある水の重さを受けて、深いところほど大きくなります。
http://club.pep.ne.jp/~tatematsu/furyoku2.html
の図１を参照してください。

ちなみに、これは空気でも同じことで、例えば飛行機に乗ったときや山登りをしたときに、ポテトチップの袋が膨れたのを見たことはないでしょうか？
（高いところほど空気の圧力は小さくなる。）

さて、水と風船の話に戻りますが、計算をわかりやすくするために１辺が１０cm のサイコロ型（立方体）の風船を水に沈めた場合を考えて見ましょう。

まず、サイコロの横から加わる圧力は、前後左右同じ力が加わりますので、相殺されてしまいます。
浮力に関わるのは、上からの圧力と下からの圧力になります。

サイコロの下面は上面よりも１０cm 深いところにありますので、上面よりも大きな圧力を受けます。
その差は、水の密度を１とすると、１平方センチあたり１０ｇです。
（１平方センチ×１０cm ＝１０立方センチ の水の重さが加わりますので）

したがって、サイコロの一つの面の面積は１００平方センチ（１０cm×１０cm）ですので、上から受ける力よりも下から受ける力のほうが１００ｇ重大きくなり、その分の浮力が生じるわけです。
要するに、もう少し感覚的にわかりやすく考えると、サイコロが排除した体積の水の重さと同じ分の浮力が生じるということです。

ですから、風船のように密度が水よりも小さいものは、その物に働く重力よりも浮力の方が大きくなりますので浮かび上がり、密度が大きいもの（例えば鉄の塊）は重力の方が大きくなり（浮力の分は軽くなりますが）沈むことになります。

原理は間違っていないと思いますが、説明がわかりやすかったかどうか？・・・・・
自信なしということで、

参考URL：http://skura.hp.infoseek.co.jp/r01/r40904a.htm

No.4 回答者： masusun 回答日時： 2005/07/27 11:39

もはや出尽くした感がありますが。

。。

比重（密度）・重力の問題ですね。
体積に対する重さ（密度）があればあるほど重力は大きく加わります。

No.3の回答は間違いで、重い物の方が地球に引っ張られる力が
より強く加わるから、つまり軽いものの下に下がろうとするからですね～。

No.3 回答者： tookrow 回答日時： 2005/07/27 11:33

軽いものと言うのは常に重い物の上に上がろうとします

当然水より空気の方が軽いので、風船の中に空気を封じ込めて水の中に押し込んでも、風船は上がってくるんです
だから風船の中に水素（最も軽い）を込めると、水素は空気よりも軽いので宙に浮くんです
だから風船から手を放して空にフワフワ上がっていってしまう、というシーンが生まれるんです

No.2 回答者： Josquin 回答日時： 2005/07/27 11:32

空気の方が水より比重（あるいは密度）が小さいからです。

比重（密度）が小さいということは、同じ体積で比べたときに、地球から引っ張られる力（重力）が小さいということです。
水の方が比重（密度）が大きいので、地球に引っ張られやすいのです。

No.1 回答者： 6dou_rinne 回答日時： 2005/07/27 11:15

比重が軽いからでしょう。