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水深と浮力の関係ですが、
真水に浮かぶ物体とその水の位置ですが、どの程度変わるのでしょうか。
計算式ありますか。

「水深によって、浮力は変わりますか?」の質問画像

質問者からの補足コメント

  • 容器と水量の関係ではなくて、浮遊物の水深の問題の方です。
    例えば、水面から、1mとか10cm沈んでいるとか、1.2mとか12cm沈んでいるとか。

      補足日時:2021/11/03 02:14
  • 質問の説明が悪くて申しわけないです。
    船だとして、水面から1m沈む船だとして、水深によって浮力が違うのか、それなら、水深によっては船が1.1m沈んだり、、0.9mになったりするのか知りたい感じです。
    なので、水槽に浮かべて比較しました。水の容器は無関係なんです。水中にも沈めません。

    No.3の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2021/11/03 03:08
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A 回答 (13件中1~10件)

ええと……。



沈んでいる深さじゃなくて、容器の深さって事ですか。
それなら変わらないよ。

・・・

沈んでいる深さの場合は、浮体全体が沈んだ状態であれば沈んでいる深さに関わらず同じ。

風呂に洗面器を裏返しにして浮かべて上から押さえると、
洗面器が水面がら出ている間は、沈んだ深さに比例して反発力(浮力)が大きくなり、
完全に沈んだ後は沈んでいる深さに関わらず浮かび上がる反発力は変わらない事を実感できると思います。
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この回答へのお礼

洗面器の例だと、空気と水圧の問題があるので、「>その反発力の実感」では、深く沈めるほど、浮力も高くなるとは思いますが、どうでしょう?

お礼日時:2021/11/03 02:13

例えば、左図みたいな深い水槽に、発泡スチロールの棒を押しこんだら、深く押し込むほど反発がデカい・・って感じの話?



浮力って 本来なら水のような媒体が占めてる場所に、スチロールみたいな別材料が占めてる場合に、
その体積に相当する溶媒の重さです。
ρVg[N]ってやつ?
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この回答へのお礼

例えば、船で想定すると、
水深2mの水槽で、船が1m沈むけど、
水深10mの水槽でも同じく、船が1m沈むと考えて良いでしょうか?_

お礼日時:2021/11/03 02:56

(´・ω・`)実際にやってみたのかい?想像で語ってませんか。



容易にできるやり方を示しているのです。
ちょっとの手間を惜んで疑問を長引かせるのかな。

・・・

というか、質問の図は、風呂の深さが変わっただけだろ?
紛らわしいぞ。
補足をするなら、正しい図を貼ろうぜ。
質問本文と、まったく別の内容になってる事に気づいてください。

で、「浮力」ってのは「押しのけた水の量に比例する」もんだ。
(表面張力などが作用して状態が変わるような場合を除く)
だから、完全に沈んでいる物はどんだけ深く沈めても浮力は変わらない。

洗面器を上向きにしてそのまま浮かべた場合と、上から押さえつけてちょっと沈めた状態では浮力は違うのは当たり前って事。
この回答への補足あり
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この回答へのお礼

今回の質問は、水中に押し付けていません。
船を浮かばせているだけです。
同じ物体が、水深に関わらず、同じように浮くのか、それとも水深によって、沈み具合が違うのか知りたかっただけの質問です。

お礼日時:2021/11/03 02:59

水槽の深さじゃ変わらない。


仮に、潮の満ち引きで水表面位が変わっても 同時に重力加速度も変わるから同じかな・・・
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この回答へのお礼

なるほと。個人的には(想像で)多少は違うと思っていました。

海や湖だと比較にならず、同じだと思いましたので、水槽の例にしました。
質問を理解していただき助かります。

お礼日時:2021/11/03 03:33

No.4です。


もし・・・・
水槽の深さ1mに対して、
水槽の深さがマントル層からコアに達する3000kmで、水の濃度が深さ方向で変わって表面付近の水の密度が変われば・・・
って、こんな事は考えなくていいですよね?
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この回答へのお礼

はいw 日常想定で、
船とか、人間の水泳(浅いプールと深いプール)だと、深さによる浮力はどうなのか?程度の疑問です。

お礼日時:2021/11/03 04:15

高校の物理で覚えた知識では、モノが流体を押しのけた分の質量分の浮力を得る、だったので浮力自体に影響はないはずです。



ここからは直感と予想の話になるんですが、上から物を勢いよく落とした場合、運動量が水に伝わり、さらに水が水槽の底や壁に到達して作用反作用の関係が発生したりすると、左側よりも右側の方が、水槽の表面積が小さく物体に及ぼす反作用の影響が大きいと思います。

なので上から物体を落とした場合、浮力は変わらないが、液体の反作用で右の方が早く浮き上がるのではないでしょうか。
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この回答へのお礼

なるほど、停止状態では差がなく、動作状態に対し反作用が影響すると。
反作用までは考えていませんでした。
確かに、そういわれると少し影響しそうですね。
その実験(深さだけではなく、幅も変えてみる)もやってみたいです。
空気の入ったボールなどではなく、水と比重が近い方がわかりやすいでしょうね。

お礼日時:2021/11/03 07:46

浮力とは質問の図の状況の場合、


水面下で物体に押しのけられた水の重さと同じになります。
図の左右の場合の浮力は全く同じ。

物の重さと浮力(物が押しのけた水の重さ)が釣り合う位置まで
物は沈みます。
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この回答へのお礼

勉強になりました。

お礼日時:2021/11/03 21:52

水深って、単に水面からの距離という意味ですから、対象物をはっきりさせたほうが良いですね。

水底の水深とか浮遊物の底の水深とか。

浮力というのは、水との重さ比べでもあります。同じ容量の水の重さの分だけ、浮力が発生するわけですね。なので、どちらがより大きい容量の水を押しのけているかを考えれば、どちらがより大きい浮力を得ているかが分かります。
船の大きさを表すのに排水量というのがありますが、これはまさに排水された量の重さ=船の重さ=船の浮力、という意味の単語です。
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この回答へのお礼

そうなんです。思いつきで質問してしまい、単語/用語が上手い説明ができませんでした・・・
今回は、動力を抜きに、ぷかぷか浮いている船を想像しました。

お礼日時:2021/11/03 21:55

浮力=物体の沈んでいる部分の体積×水の密度×重力加速度です。


ところで
水の密度は水が深い容器に入っておろうが浅いのに入っていようが
変わりません。したがってその絵でいえば
両物体ともおなじものであれば沈む深さは同じです。
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この回答へのお礼

勉強になりました。

お礼日時:2021/11/03 21:55

図の場合、物体の水深は同じなので浮力は同じです。


図の物体が変化せず水深の深い処まで沈めると浮力は大きくなります。
浮力は、水の密度x重力加速度x物体の体積です。
水の密度は水圧で圧縮されて水深の深い処で1を越えてゆきます。
https://ovd.aori.u-tokyo.ac.jp/fujio/2017chiba/2 …
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この回答へのお礼

勉強になりました。

お礼日時:2021/11/03 21:56

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