水底での浮力消失

松川氏の
「水の底にピタリと着床すれば浮力は無くなるの？ - SANNET」
www.page.sannet.ne.jp/matukawa/huryoku.pdf
についてです。

PDFの4ページ左段で物体と水底がぴったり接した場合を考察し、
そのような場合は極特殊な状況でなければ起こり得ない、
だからそれ以外の場合では物体と底の間にどうしても流体が存在して浮力を生む、
とされていますが、逆に言えば
物体の底面と水底が全くの面状で流体の入る余地がなく、その面で金属結合の類いも生じない場合を仮定するならば
物体着地時に浮力は喪失すると言えるでしょうか。
つまり物体とその上の水柱の重さを水底からの抗力が相殺し釣り合っている状態を考えたことになるのでしょうか。

No.4 ベストアンサー 回答者： tknakamuri 回答日時： 2016/07/21 11:38

水底の抗力が水圧以下になったとき、水底と物体の間に水が入って

こなければ、物体は強力な水圧で押さえつけられて
水底を離れないでしょうね。

吸盤の原理です。

水底に物体が接している状態では、物体を上に押しているのは
垂直抗力で、水が入ってくればそれは水圧にとって代わられるでしょう。

これで最初の状態を「浮力の喪失」と呼ぶかは疑問。
結局上から引っ張れば体積分軽い力で持ち上げることができます。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

確かに「浮力の喪失」とは何か定義できていませんでした。
この言葉の引用元であるリンク先からは物体に浮力が働かない状態ということのようです。
自分もそのつもりで用いていましたので、「浮力の喪失」とか「浮力が存在しない」ではなく「働かない」とするべきでした。

お礼日時：2016/07/22 05:36

No.3 回答者： fxq11011 回答日時： 2016/07/20 19:03

なにをもって浮力？。

排除した水と同体積の水の重量に等しい、が浮力ですね。
浮力は働いていても、それ以上の重しを上に載せても浮き上がりません。
＞流体が存在して浮力を生む
一瞬といえど真空が存在することになる、真空状態を作ろうとすれば、浮力以上の力が必要になる。
そんなところだろう、浮力はあるがそれを上回る力が働き結果浮き上がらない。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
つまり、全くの平面であっても吸盤と同様の現象が発生し吸着するということですね。

浮力を考えるときに教科書などでは物体の上面と下面に受ける力の差から上向きの力を見出だしますよね。なので(側面は水底に垂直とすると)下面が水底に接地しているなら下からは水底からの抗力しか受けないのかなと思えましたが、それでも浮力は存在するのですか。難しいですね。

お礼日時：2016/07/21 05:38

No.2 回答者： nitto3 回答日時： 2016/07/20 08:08

紙のような一枚板ならありえますが

普通は立体でしょう、横からの浮力はありますよ。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
横からの浮力があるのですか。
一応、流体中の物質は直方体ということでお願いします。

お礼日時：2016/07/21 05:40

No.1 回答者： 銀鱗 回答日時： 2016/07/19 23:54

Yes

これは水中での浮力だけでなく、空気中で物体を引き離すときにも同様の現象が起きます。
吸盤で張り付いているのと等しい状況になるのです。

スマホの画面を上にしてそこへプリペイドカードのような平らなカードを置いて
その後スマホの画面を下に向けてみてください。
カードは簡単には落ちません。（画面に付いた皮脂で貼りついたのかと思うほど落ちてきませんよ）
これと同じことが水中でも起きるのです。
ですので、正確には「水底で浮力が消失」するのではなく、「浮力以上の吸引力が発生する」になります。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

吸引力ですか。
仰る通りスマホの例では皮脂等の影響も少なくない割合を占めているかもしれませんね。
質問に示したPDFの「4 検証2」では清浄面においては付着しませんね。これは面積が小さいから十分な大きさの面とは違って吸引力は無視できる程小さいという解釈でよろしいでしょうか。

浮力を考えるときに教科書などでは物体の上面と下面に受ける力の差から上向きの力を見出だしますよね。なので(側面は水底に垂直とすると)下面が水底に接地しているなら下からは水底からの抗力しか受けないのかなと思えましたが、それでも浮力は存在するのですか。難しいですね。

お礼日時：2016/07/21 05:49