浮く１円玉について

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質問者：3kinako3
質問日時：2012/08/17 14:30
回答数：4件

こんにちは。

今、１円玉が水に浮くことについて調べています。

浮く理由はだいたいわかったのですが・・・・

１円玉を静かに、水平に入れないと浮かない。

という理由がわからなくて困ってます＞＿＜

どなたか分かりやすく教えていただけないでしょうか？
よろしくお願いします。

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回答 (4件)

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No.4ベストアンサー

回答者： htms42
回答日時：2012/08/18 08:16

表面張力だけが浮く理由ではありません。

浮力と表面張力が合わさって浮いています。
表面張力だけでは一円玉の重さを支えることが出来ません。
一円玉は少し沈んだ状態で浮いています。一円玉の底面の高さと周囲の水面の高さの差に相当する水圧が底に下からかかっています。これが浮力です。
表面張力で出来た水の膜による力と合わさっています。
（１円玉は重さ１．０ｇ、直径２．０ｃｍです。周囲の長さは６．３ｃｍになります。ここに表面張力が働くとしても半分ほどの重さしか支えることが出来ないのです。面積は３．１４ｃｍ^2ですから底の部分が１．７ｍｍほどの深さに沈んでいれば浮力でまかなうことができるという計算になります。）
http://www.con-pro.net/readings/water/doc0011.html

一円玉を２つ浮かべます。２つの一円玉の距離があるところまで近づくと急にくっついてしまいます。一円玉の数が多いと綺麗に整列するようになります。正三角形、正六角形を基本とする構造です。少しゆすってやるとうまく位置を変えながらくっついて行きます。面白いです。
浮いている一円玉の周りの水面は底面の周囲に接するところから周りの水の面まで曲線状に盛り上がっていきます。この接するところでの水面の傾きが変わると表面張力の上向きの成分の大きさが変わってしまいます。２つの一円玉が近付くとくぼみの部分に重なりが生じます。水面の盛り上がりが弱くなりますので表面張力の上向きの成分が小さくなり横向きの成分が大きくなります（一円玉が水平ではなくて向かい合っている側が少し沈むようになるということの結果とする方がいいかもしれません）。２つの一円玉が近付く方向に動き始めます。