自由研究 塩水での物の浮き沈みについて

自由研究で、1000ミリリットルに塩を溶かせるだけ溶かしていき
濃度によってどの程度の重さの物まで浮かすことができるのか、というテーマで
実験をします。

そこで思ったのですが、
水に浮かせる「物」というのは、いったい何を使えばよいのでしょうか？

この実験での「浮く」とは「物体が水面から頭を出す」ということにしたいので、
塩の濃度によって物の重さを変えなければいけないのです・・・。

そうすると密度とかが変わってしまい、対照な実験ではなくなってしまいますよね？
どうすればよいのでしょうか・・・。

No.1 回答者： gusin 回答日時： 2011/08/11 15:36

塩水の比重は当然１よりも大きくなりますので、浮かせる物体の比重は１よりも少し大きいものがよいでしょう。

例えば、塩水の比重を１．１０とし、浮かせる物体の比重を１．０５とすれば丁度良いわけです。

No.2 回答者： sailor 回答日時： 2011/08/11 16:07

比重の調整が出来る浮きが必用というように理解しての回答です。

どの程度の重さというのが何キログラムということであれば、体積が大きければ（密度が塩水より小さければ）どんなに重いものでも浮きます。例えば１０万トンのタンカーが海水に浮くようにです。質問文を見る限り、密度・重さなどの用語の意味を正しく理解できていないようですが、この実験では真水に比べ塩水ではどの程度の密度（比重）のものまで浮かぶかを見る実験でしょう。言葉をただしく使わないと、実験の結果もただしく伝わらない可能性が高いので気をつけましょう。

密閉できる容器に砂などの重量調整が容易なものを入れてやれば、体積を変えずに重量の調整が出来る浮きが作れるでしょう。例えば薬のビンなどを利用してみてはいかがですか？もちろん薬のビンの容積は測る必要がありますが、これは容器に水を一杯にしておき薬ビンに砂を一杯につめるなどして沈め、そのときあふれた水の量を測れば良いだけですので簡単に測れるでしょう。体積がわかれば砂を詰めたビンの重さから密度が計算できますから、重量を調整しながらどこまで浮くのかを調べ、ギリギリのところでの密度を求めればよいでしょう。

この実験でもう一つ注意することは温度です。塩水の温度が変ると結果が変ってきますので、実験のデーターに必ず水温のデーターも付け加えることが必要です。温度が上がると膨張して体積が増えるため塩分濃度が同じなら密度は下がります。また、温度が低いと塩が溶ける量が少なくなりますので、塩を溶かすことによって密度を上げる効果は温度が高い方が大きくなります。塩水で実験する場合はこのように、温度に対して相反する性質が現れるため、どの温度で最も密度が高くなるのかなども実験のテーマとしては面白いでしょう。

No.3 回答者： gtx456gtx 回答日時： 2011/08/11 16:21

浮力の実験ですから、塩水を押しのける量を一定に保てば良いのでガチャガチャのカプセルを使ってカプセルの中に鉛などの入れて、その量を調整すれば良いのでは？

>そうすると密度とかが変わってしまい、対照な実験ではなくなってしまいますよね？
密度ではなくて「塩水を押しのける量」＝体積です。

No.4 回答者： NiPdPt 回答日時： 2011/08/12 10:49

あなたはものが浮くとか沈むということを理解していますか？

重いから沈むのではなく、密度が大きいから沈むんです。
ですので、「水に浮かせる物」の重さをはかっても、体積をはからなければ無意味です。
たとえば、１kgの木片は浮きますが、1kgの石は沈みます。密度が違うからです。100gでも同じことです。
そういったことはわかっていますか？また、「密度」あるいは「比重」の意味を正しく理解していますか？それがわからなければ実験の方向性がわからないでしょうし、結果を科学的に意味のあるものとしてまとめることはできないでしょう。

もしもこういったことがわかっているなら、最後の「そうすると密度とかが変わってしまい、・・・」という記述にはならないはずです。