AIと戦って、あなたの人生のリスク診断 >>

現在、消防の資機材について研究しているのですが、浮力について勉強している際、息詰まってしまいました。

現在の課題は、水難救助用の、水上で人を乗せる、フローティング担架の浮力についてです。

資料には、重量14.8kg、浮力10.8kg(成人男性をのせても水没しない)とあります。

運輸省の救命胴衣の基準というのには、大人用で浮力7,5kg以上のものを使用する、とあり、

ある救命胴衣の販売業者によれば、浮力の10倍程度までは浮く、とあります。

ということは、このフローティング担架の浮力10.8kgからすると、約108kgの人までは浮くことなのか。



浮力10.8kg。

人の重さは水中で1/10になると聞きました。そこで100kgのひとの水中での重さは約10kg。

浮力10.8kgよりも軽いので浮く??という素人の考えになるのですが、果たしてそれであっているのでしょうか?



勉強していくうちに、間違っているような気がしました。

人間の体重が100kgとするなら、水中では10kg。浮力は90kg。これでは担架よりも浮力がありますよね・・・。



比重は担架は1.37・・・水より重い・・・。どういうことなのか・・。

担架は面積が広いので比重と関係なく浮くのか・・。



浮力10.8kg=成人男性をのせても水没しない

の説明をするのに結果がでません。

よろしくお願いいたします。

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (3件)

水難救助関連の者ではありませんので、自信はありませんが・・・。



>人の重さは水中で1/10になると聞きました。
>フローティング担架の浮力10.8kgからすると、約108kgの人までは浮くことなのか。

ちがいます。
水中での人の重さは、陸上での体重のおよそ1/10程度として救命胴衣等を設計する基準とするということだと思います。 逆に言うと、浮力10.8kgのフローティング担架では、約108kgの人までは浮く(体が完全に水上に出るということではない)・・・沈まないということです。
現物を見ないと、何ともいえませんが、息が出来る状態まで浮上させることが出来ると解釈すべきだと思います。
浮力10.8kgの表示のあるものは、人であろうが石であろうが10.8kgを超える重量のものを載せると沈みます。

>浮力10.8kgよりも軽いので浮く??

その通りです。
人の場合は、比重が1.1くらい(筋肉質の人はもう少し大きい)なので、水中では陸上での体重のおよそ1/10程度になるということです。
その重量より浮力の方が勝っているので、わずかに(体の一部、0.8kg分が)浮きます・・・全部は沈みません。

>人間の体重が100kgとするなら、水中では10kg。浮力は90kg。これでは担架よりも浮力がありますよね・・・。

その通り。
体の浮力は90kg+担架の浮力10.8kg=100.8kg
体重は100kg。差し引き0.8kg分水上に出ます。氷山の一部が水上に顔を出す現象と同じように。
人間だからわずかでも浮きますが、100kgの石とか鉄とかであれば浮力が人間の数分の1しかないため、完全に沈みます。

>比重は担架は1.37・・・水より重い・・・。どういうことなのか・

担架の比重が1.37というのは、どこから出た数値ですか。
ネットでみた一部のフローティング担架は、担架の人を載せた部分には浮力がなく、担架のパイプ部に「浮き」が取り付けられていました。浮きを取り除いた比重が1.37?、それとも人を載せるシートの部分の比重が1.37?
トータルでの比重が1を超えるとフローティングとはいえません。

>浮力10.8kg=成人男性をのせても水没しない

仮に80kgの人を浮力10.8kgのフローティング担架に載せた場合、差し引き2.8kgとなります。人の頭の重さは成人の平均で4kgから5kgといわれていますので、頭の約半分が水面から出ます。担架ですので水平に近い状態になりますので、耳が全部隠れるくらい沈んだ格好になり、何と顔が出ている感じになります。
    • good
    • 2
この回答へのお礼

10時間でご回答いただけるとは、思ってもいませんでした。
わかりやすいご説明、ありがとうございます。
>人の頭の重さは成人の平均で4kgから5kgといわれていますので、頭の約半分が水面から出ます
この一文が特にさんこうになりました。これで他の人にも説明がつきます。
大変ありがとうございました!!

お礼日時:2006/10/29 23:05

(1) キーワード・公式、およびその簡単な説明



【アルキメデスの原理】
公式: F1=W1  ・・・(1)
F1:水中で物体が受ける浮力の大きさ[kg重]
W1:物体のおしのけた水の重さ[kg重]
「水中の物体にはたらく浮力の大きさは、その物体がおしのけた水の重さに等しい」・・・(a)
(完全に水没している場合は物体の全体積分だけの水を押しのけたことになる。浮かんでいる物体の場合は、水中に沈んでい部分の体積分の水をおしのけたことになる)・・・(b)

【比重】
公式: S=W2÷W  ・・・(2)
S:比重
W2:物体の重さ[kg重]
W:物体と同じ体積の水の重さ[kg重]
「物体の重さと、その物体と同じ体積の水の重さの比を、比重という」
(「W2:W3」や「W2/W3」も比重を表している。ふつうは、物体も水も、単位体積あたりの重さで比を取るので、密度に等しい。なぜなら、水の密度は、1[g/cm^3]だからである) ・・・(c)

【密度】
公式: D=M/V  ・・・(3)
D:密度[g/cm^3]
M:物体の質量[g]
(すべての物質の重さの基準になる、水の密度を1[g/cm^3]と決めている。大きな単位では、1[kg/l] である。なぜなら1リットルは1[cm^3]の1000倍だし、1キログラムは1[g]の1000倍だからである。さらに大きな単位で水の密度は1000[kg/m^3]である。)

【重力】
公式:F4=W4 ・・・(4)
F4:物体に加わる重力[kg重]
W4:物体の重さ[kg重]

【力のつりあい】
公式: F1+F2・・・+Fn=0  ・・・(4)
F1,F2,・・・,Fn はある座標軸でみた、物体にはたらくn個の力をあらわす。
直行する平面座標を定めて、x軸の正の向きの力の大きさを+で表し、負の向きの力の大きさは-であらわして、公式に当てはめる。つりあっているときは、その合計が0になる。

静止している物体にはたらく力はつりあっている。
(等速度運動をしている場合も力はつりあっている)


(2) 問いのたてかた、問題の見方・考え方の基礎
【問いの立て方】
一つの複雑な大きな問題を、多くの単純な小さな問題に分ける。答えやすい問いにする。

【考え方の基本】
複雑なものは単純なものにして考える。
単純な場合が理解できたら、それらを組み合わせる。

(3) 誤解をなくす
具体的に書きましょう。
>比重は担架は1.37・・・水より重い・・・。
これは誤りです。おそらく、重量14.8kg÷浮力10.8kgを計算されたためだろうと思いますが、フローティング担架は、水に浮く物体です。
(a)(b)の説明にあるように、沈んだ部分の体積に等しい重さが、10.8kgなのであって、比重を求める公式(1)にあてはまりません。では、(求める必要はないとは思いますが)このような考え方で比重を求めるにはどうすればよいか、水面下すれすれまで、フローティング担架を沈めるのに必要なおもりの重さを調べます。そののちに(3)をつかって、浮力を求めます。たとえば、22.2[kg重]のおもりでそうなったとしましょう。上向きを正として、フローティング担架に加わる力は、下向きの重力 -14.8[kg重]、おもりが下向きに押す力 -22.2[kg重]、そして、浮力が F[kg重]であるとします。すると、(4)より、

F-14.8-22.2=0

これを解いて、F=37.0[kg重]となります。このようにして求められた浮力は、物体と同じ体積の水の重さですから、比重計算に使えます。14.8/37.0=0.40
理科年表で密度を調べると、木材(すぎ)が0.4です。この値になるようにしました。ということは、木材(すぎ)を浮かべて、体重20[kg重]の子どもを乗せると水にぬれなくてすみ、体重30[kg重]の子どもの場合だと、少し水に体がつかることになります。

>資料には、重量14.8kg、浮力10.8kg(成人男性をのせても水没しない)とあります。

この「水没しない」ということばは、水底に沈んでしまわないということです。成人男性の体か、水につからないということではありません。体のほとんどが水中にあって、頭部のみ水上に出ている状態でとどまっていられれば、それは「浮く」といいます。

単純に人だけの場合を考えると、

体重100[kg重]の人が、水に頭部だけ出して浮かんでいるとき、垂直方向で、下向きに、その人に加わる力は、重力100[kg重]、そして、上向きに、浮力 F[kg重] これ以外にはたらいている力があるでしょうか。(離れて働く力は、重力、電気力、磁力のみ。接して働く力はこの場合水からうける力である浮力のみ。大気も接しているが、大気中の物体の浮力は、物体のおしのけた空気の重さに等しいのでわずかであるから無視する。ですから、)ありません。すると、力のつりあい(4)より、

F-100=0

これをといて、浮力は、100[kg重]です。これと、(b)から逆に分かることは、この人の、水中に沈んでいる部分を、うめなおす水の重さが100[kg重]であることがわかり、(c)より、水の体積が100リットルであることがわかる。

水上に出ている頭の部分の体積が、水中に沈んでいる体積100リットルに対して1/10というのであれば、水中に体全体があるときには、110リットルの水をおしのけているのだから、110[kg重]の浮力がかかり、それにくらべて重力、(すなわち体重)が100[kg重]なのだから、上向きの10[kg重]の力がはたらくことになって静止できない。沈んでいる状態から浮かぶ状態へ、浮かんでゆく。

>人の重さは水中で1/10になると聞きました。
水中で体重計に乗っているとする。体全部を水中に沈めて、体重計に乗ることができないのは先ほど述べたことで分かる。そして、体の大部分を水中に沈めたときも浮かんでいるのだから、体重計には乗れない。すると、体の、それほど多くの部分が沈んでいない状態で、水底に足がつくような場合を考えなければならない。体重計の目盛りが示す値は、体重計に人がくわえる力は、【作用反作用の法則】から、体重計が人に加える力でもある。ただし、向きは逆になる。これをFw[kg重]とし、浮力をF[kg重]、真の体重を100[kg重]とする。
水の中に下半身を沈め、水中での体重を量ろうと、じっとしている人に加わる力は、力のつりあいより、
Fw+F-100=0
これから、F=100-Fwとなるので、もし、体重100[kg重]の人の、水中の体重が、その1/10の10[kg重]であるならば、F=100-10=90より、浮力は90[kg重]
それは、90リットルの体積である。人体の密度を、0.985として、(3)より、
0.985=100/(その人の体全体の体積)であるから、(その人の体全体の体積)は100/0.985=約102リットル。つまり、90/102が水中にあるということになる。かなりの部分が水中に沈んでいるので、それだけ浮力も大きくなり、見かけの体重は小さくなるのである。水中に沈んでいる部分の割合によって、水中に体重計を置いて量った見かけの体重は変わるのである。いちがいに1/10とはいえない。
    • good
    • 2
この回答へのお礼

90/102。
なるほど、わかりやすいです。
ほとんどのご回答の部分は私の知識ではわかりませんが、せっかくいただいたので勉強させていただきます。でも結論は大変わかりやすいです。
ありがとうございます!!!

お礼日時:2006/10/29 23:11

 何か勘違いがあるようですね。

浮力を考える場合、重さの他に体積データが必要です。浮力は体積に等しい力をその物体に及ぼしますから、重い戦艦だって浮くのです。ですから成人男性が水没しないためには成人の体重100kgと担架の重量14.8kgを加えた114.8kgの浮力が必要ですから、その担架が114.8リットル=0.1148立米以上の体積を有することが必要です。
 もしも担架に乗った人間が水に浸かってもいい場合には人の比重は殆ど1ですから(1以下の人もいます)、担架の体積が自重分、つまり14.8リットル=0.0148立米以上の体積があることが要件になります。
 担架の10.8kgの重量を支えることができるという仕様ならば担架の体積が25.6リットル=0.0256立米以上であればいいということになり、要するに体積に関する仕様が必要になります。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

体積ですか・・・ざんねんながら、資料が乏しく、わかりません。
もうちょっと勉強します。

お礼日時:2006/10/29 23:08

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q水中での人間の浮力;初心者はなぜ沈むのか?

初心者が水に浮き難たく、上達者は容易に水に浮く理由がわかりません。物理的な観点から両者の間ではなにがどのように異なるのでしょうか?初心者の特徴としては、リラックスできないために力む、筋肉が緊張するという一般的な兆候の他に、恐怖心から浮力の大きな頭を水中に維持しづらいことが挙げられますが、頭を完全に水中に没した状態でも初心者のころは浮き上がることができませんでした。

Aベストアンサー

小さい頃7年ほど水泳を習ってましたが
自分の意思である程度浮き沈みのコントロールが出来ます

最初いっぱい空気を吸うと肺というか胸が膨らむわけですが、あの状態だと私の場合は容易に浮けます(浮けると言っても足はある程度沈むので足と手を少し動かしますが)
その後少しずつ空気を吐いていくと徐々に胸の膨らみが元に戻るのと平行して沈みだします
沈みだすと空気を全部はかなくても(はくのは全体の1/3位)プールのそこにベタっと寝れる状態にまで沈みます
浮上しようと思ったら残っている空気を肺に集めるというイメージで意識を持っていくと自然に浮上し始めます(空気残量0又は少量だと私は浮けません)

私の場合なんの疑問も抱かなく浮き沈みしていたんですが
確かに緊張はしていません思いっきりリラックス状態です
果たして本当に空気を浮き袋代わりにして浮いているのかどうか・・・
私は一応そういう感じで浮き沈みしているつもりですが

上記のことが正しければ初心者は空気のコントロールが出来ないから浮きにくいというのもあるかもしれませんね

ちなみに私の体重は標準または標準以下(やせぎみ)です

小さい頃7年ほど水泳を習ってましたが
自分の意思である程度浮き沈みのコントロールが出来ます

最初いっぱい空気を吸うと肺というか胸が膨らむわけですが、あの状態だと私の場合は容易に浮けます(浮けると言っても足はある程度沈むので足と手を少し動かしますが)
その後少しずつ空気を吐いていくと徐々に胸の膨らみが元に戻るのと平行して沈みだします
沈みだすと空気を全部はかなくても(はくのは全体の1/3位)プールのそこにベタっと寝れる状態にまで沈みます
浮上しようと思ったら残っている空気を肺に集...続きを読む

Q水に物を浮かべた時の計算方法について

湖に筏を浮かべてそれに乗ろうと計画中なのですが、

例えば2m×2mの筏に60kgの人間が何人乗れるか?
又は何kgまで沈まないか?
(筏の材料にもよると思いますが…)

など計算できるのでしょうか?

計算できるとしたら力学になるのでしょうか?

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

計算は、浮力の計算になります。

浮力の大きさは、押しのけた水の量(重さ)によって決まります。
1Lの水を押しのければ、1kg の浮力を得られます。
(水は1L 1kgです。というか水の 1L を 1kg としているのですが・・・σ(^_^;) )

例えば、空の 1Lのペットボトルの重さを仮に0とします。
立てた状態で、水の中に沈めます。
どんどん、水からの反発力が強くなるのが分かると思いますがこれが浮力です。
ペットボトルが、500mL分沈めば0.5kgの浮力が得られ、1L分沈めれば1kg分の浮力が得られます。

この問題で必要な浮力は、いかだと人間を合わせた重量以上の浮力です。

いかだの体積=押しのけた水の量=浮力 > いかだの重量+人間の重量 となります。

仮に、計算をしてみます。60kgの人間が8人乗るとします。(480kg)
いかだの用いる木材の比重を0.5(つまり、水の半分の重さ)とします。

そうすると上の式で計算される いかだの体積 > いかだの重量+人間の重量 は

 L >  0.5L+480kg
0.5L > 480kg
 L > 480/0.5 = 960L

つまり、960L以上のおおきさの木材を用意すればいいということになります。

因みに、1L = 10cm×10cm×10cm = 1000cm^3 の大きさです。

木材の比重
http://www.haburikobo.com/knowledge/k0035.htm

提示されている問題を具体的に考えてみます。
木材の直径を30cmとします。
(断面方向のいかだの長さは、2mですが、30cm × 7 = 210cm となるので、2.1mとします。)
木材の断面積は、πr^2 なので、 3.141592 × 15 × 15 = 706.8582 cm^2
木材の長さが 2m = 200cm なので、その体積は
200cm × 706.8582cm^2 = 141371.64cm^3
ここで、1L は、1000cm^3なので、Lに換算すると
141371.64cm^3 / 1000cm^3 = 141.371L
木材が7本なので、
141.471L × 7 = 990.297L = 990.297kg分の浮力があります。
この浮力が、木材の重量と人間の重量より大きければいいわけです。
木材の重量は、比重が0.5より、990.297× 0.5 = 495.149kg
先に、木材の浮力から木材の重量を引きます。
990.297kg - 495.149kg = 495.148 kg
計算結果の495.148kgが、人間を浮かせる浮力となります。
人間を浮かせる浮力 > 人間の重量 の関係より、人間一人の体重を60kgとすると
495.148 > 60 × n
495.148/66 = 8.302 > n
つまり 8人が乗れるのですが、安全を見て6人ぐらいに抑えるのが良いと思います。

計算は、浮力の計算になります。

浮力の大きさは、押しのけた水の量(重さ)によって決まります。
1Lの水を押しのければ、1kg の浮力を得られます。
(水は1L 1kgです。というか水の 1L を 1kg としているのですが・・・σ(^_^;) )

例えば、空の 1Lのペットボトルの重さを仮に0とします。
立てた状態で、水の中に沈めます。
どんどん、水からの反発力が強くなるのが分かると思いますがこれが浮力です。
ペットボトルが、500mL分沈めば0.5kgの浮力が得られ、1L分沈めれば1kg分の浮力が得られます。

この問題で必...続きを読む

Q人の体は水に浮く?

人の体は水に浮くと効きますが、私は浮かないのですが・・・

プールで水面に横になってもそのまま沈みます。

浮く人もいるのでしょうか?

水の塩分濃度や人の体型なども関係しますか?

Aベストアンサー

スポーツクラブで習ったとき、女性インストラクターは「力を抜けば誰でも浮く」と言ってましたが、男性インストラクターは「男性は脂肪が少ないので沈む。その分肺に空気を溜めて上半身を浮かし、足はキックで浮かせる」と教えてくださいまして「なるほど!」と思いました。
私も伸び状態では足が沈みます。

Qライフジャケットの浮力について

ライフジャケットには、「浮力7.5kg/24時間以上」などの浮力が書かれていますが、24時間を過ぎた場合はどうなるのでしょうか?

24時間以上は浮力が急になくなり、全くライフジャケットの役目を果たさないなどあるのでしょうか?

気になったので教えてください。

Aベストアンサー

ライフベストと言う物は
発砲素材の物でも水を含みだして浮力が時間と共に落ちてきます。
特に船舶に装備されている検査品?のオレンジのジャケットは
薄い発砲素材を重ねてつめてありますので浮力を失いやすいようですし
発砲素材自体がフルーツ等の化粧箱に敷かれている物と同品です。
全く安心できません。

只、本来気にする部分は
24時間も水に浸かっていられるかという事だと思います。
私には無理ですので船で水上に出るときは自己膨張いかだを使っています。

Q水中での空気の浮力

このカテゴリに初めて質問します。
水中で、空気1㎥が水上に出ようとする浮力はどのくらいなんでしょうか?
それは、Kgに変換するとそれだけの重量を持上げることが可能なのでしょうか?

浅学な私に是非、教えてください。

Aベストアンサー

空気が泡になっていると仮定すれば、その泡の体積と同体積の水の重さから空気の重さを差し引いた分が浮力です

泡は水よりも軽いから浮いてきます
浮いてくると水圧が減少するので泡の体積が増えます・浮力も増えます

Q海水は真水の何倍浮力があるの?

よく海水は浮きやすいといいますが、実際、真水と比べてどれぐらい浮力があるのでしょう?

Aベストアンサー

浮力は物体が押しのけた水の質量と同じだけ働きます。

1リットルの容積の物体を真水に沈めたら浮力は1Kgになります。海水は通常1リットル中に32から35グラムの塩分が溶けていますから浮力は1.032Kg~1.035Kgになりますので、浮力は真水の1.03倍となります。

Qある重量の物を浮き上がらせるのに必要な風速

ある物体に下から風を吹き上げて浮き上がらせる計算の場合。

重さ50キロの物の場合は風速50メートル毎秒が必要だったとすると
重さ1キロの物の場合は風速1メートル毎秒という考えで正しいのでしょうか

重量と、それを浮かせるのに必要な風力は比例しているのですか?
自信がないので、是非とも教えてくださいませ。
どうぞ宜しくお願いいたします。

Aベストアンサー

ざっくりですが、次のような式で浮き上がらせる力が求められます。
F=A・v^2・ρ
Aは風が当たる断面積
vは風の速度
ρは風の密度 です。
物体にあたった風は、速度が0になると考えています。

当たる面積が同じであるなら、風速と比例関係にありません。
√(1/50)でよいということになります。
当たる面積も面積に比例して減るのなら、比例で正しいです。

Q鉄の船ってなぜ浮くんですか?

船ってなぜ浮くんですか?
鉄のかたまりがなぜ浮くのでしょうか?

お願いします。

Aベストアンサー

お風呂に洗面器を浮かべたところを想像してください。
洗面器を上から押すと、お湯を押しのけるのに結構力が要りますよね?
これは、洗面器に押しのけられたお湯が、元に戻ろうとして洗面器を押し返しているんです。
この、押し返す力=押しのけられたお湯の量=押しのけられた水の重さと洗面器の重さを比べてみて、洗面器のほうが重ければ沈みますし、軽ければ浮かびます。
鉄の船は、中が空洞になっていますから、実際には押しのけている水の量よりも、だいぶ軽いんです。
だから、半分浮いて半分沈んでます。
中の空洞に鉄のかたまりを詰め込めば、押しのけた水よりも重くなってしまって、沈んでしまいます。

Q水の中に物質を入れて、その物質の重さを量る方法

例えばお風呂の湯船に人が入浴する前の水の位置を記録しておき、入った後にその印の位置を測る事で重さはわかると思うのですが、その後にどのような計算をすればよいかわかりません。

具体的には水の減少量や水の密度を計算するなど。
物理の基礎を学んでいないので、やり方等を解説していただけますと助かります。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

物体の密度は必要ないと思うのです。

浮力について、アルキメデスの原理でしたか、
「物体にはたらく浮力は、物体がおしのけた液体の重さに等しい」
というのがあったと思います。

No.2さんの、浮いている物体の場合には、水中の体積分の重さになるというのは、重さとこの浮力がつりあっているということから考えられることなのです。この考えが基礎になります。


たとえば、たて100cm、横150cm、深さ100cmの浴槽に、深さ50cmほどのところまで水をはって、水面にしるしをつけたとします。

ある物体を水に浮かしたところ、水面が10cm上昇したならば、物体が押しのけた水は、

100×150×10=150000 (立方センチメートル)

水の比重は1(1立方センチメートルあたり1グラムの重さ)ですから、

おしのけられた水は、そのままの数値で、150000グラムの重さとなります。

アルキメデスの原理より、150000グラムの重さぶんの浮力がかかっていることになります。この浮力が物体の重さを支えて静止しているわけですから、物体の重さはこの浮力と等しくなければなりません。その結果、物体は、150000グラムの重さ、言いかえれば、150キログラムの重さということになります。

この物体が、実は相撲取りであった、ということは考えられません。たぶん、相撲取りが浮かぶためには、もう少し沈むだけの余地といいますか、プールのような深さが必要です。底につかないように浮かさなければなりません。底につくと、底から加わる力も考えないといけなくなってしまい、問題が解決しません。



さて、No.2さんが、「沈んでしまう物の場合、重量は算定できません。」とおっしゃるのは、その物体単独では底についてしまって無理、ということです。


沈んでしまう物体の場合は、浮かぶ物体と組み合わせてはどうでしょうか。

たとえば、水に沈んでしまう、金属製のネジ(ナット)を、軽い糸で、よく浮く、そして、大きめの、木片に結んでぶら下げたものを、水に浮かします。

重さを計ろうとする金属の体積は、あらかじめ、水に沈ませておいて、求めておきます。また、金属をぶら下げない場合の、木片の沈み方から、木片の重さを求めておきます。

さて、金属をぶら下げた、木片はどれほど沈むでしょうか。それを計測して、その場合の浮力を求めます。

木片にかかる浮力=金属の水中での重さ+木片の重さのはずです。これから、金属の重さが求まると思いませんか。

ここで、木片にかかる浮力は、おしのけた水の量から、金属の体積分はひいておかなければなりません。また、金属の水中での重さ=金属の重さ-金属にかかる浮力(金属がおしのけた水の重さ)です。

ちなみに、円柱や角柱の容器で実験の場合は、金属の体積を求めるときの、水面の上昇分を、実験の水面上昇の計測値から、ひくことで、木片にかかる浮力が求められます。沈んだ金属のおしのけた水の体積は、木片が押しのけたわけではないので。

水中に沈めずに、木片のうえに乗せて測るという方法も考えられます。乗せた物体の重さ分だけ木片は余計に沈み、余計に沈んだ分だけ、余計に水をおしのけ、その余計な体積分の水の重さだけ、木片に余計な浮力としてかかり、余計にはたらいているその浮力が、余計に乗っかっている物体の重さを支えているのですから。

物体の密度は必要ないと思うのです。

浮力について、アルキメデスの原理でしたか、
「物体にはたらく浮力は、物体がおしのけた液体の重さに等しい」
というのがあったと思います。

No.2さんの、浮いている物体の場合には、水中の体積分の重さになるというのは、重さとこの浮力がつりあっているということから考えられることなのです。この考えが基礎になります。


たとえば、たて100cm、横150cm、深さ100cmの浴槽に、深さ50cmほどのところまで水をはって、水面にしるしをつけたとします。

ある物体...続きを読む

Q小4の自由研究で浮力について調べました。

夏休みの理科の自由研究で くだものの浮き沈みについて実験してみました。
バナナ、リンゴ、キウイ、スイカ、レモン・・・・などを
そのまま、半分に切る、皮をむく、皮をむいて凍らせる・・・
をそれぞれ調べました。

参考資料ではバナナはそのままだと浮くけれど、皮をむいたら沈む・・・とありますが なぜか浮いています・・・
熟したせいでしょうか? あした新しいものを買って再挑戦してみますが。。。

体積と浮力の関係を うまく導いてやれません。
重さ・とも違うのは判ったようですが・・・・

どなたか教えていただけませんか?
子どもの研究に親が・・・という意見はごもっともですが 親が導いてやることで 参加する形でもいいかな~とゆるく考えているので。
どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

今までは、水の中に入れる物で質量や浮力について研究してるのだと思いますが、今度は水の質量をかえてみたらどうですか?
タマゴとかでも実験できますよ。
水の中にタマゴを入れます(ここで浮いてしまったら他のタマゴに交換してください)。
最初は沈んでいるタマゴですけど、それから塩をどんどん水に溶かしていきます、すると・・・(実験してください)・・・になります。
水の質量を重くするのは先ほどの実験のようにできますが、軽くするやり方は、水を温めれば、軽くなります。
これを利用した温度計もあります。(ガリレオの温度計など)
でも、水を量りの上にのせて暖めると軽くなりません、どうしてかと言うと、水の質量は軽くなったのですが、水の体積が増えたからです。
水以外にも温めることで、質量が軽くなり、体積が増えます。
鉄でも同じ事です、例えば電車の線路は、鉄でできてますよね、この線路が夏になると体積が増えて長くなるのです、普通は伸びてもいいように線路のつなぎめに、すき間を空けるのですが、あんまり暑いと・・・(下のURL)つい最近の出来事です。

参考URL:http://www.nishinippon.co.jp/nnp/national/20070815/20070815_023.shtml

今までは、水の中に入れる物で質量や浮力について研究してるのだと思いますが、今度は水の質量をかえてみたらどうですか?
タマゴとかでも実験できますよ。
水の中にタマゴを入れます(ここで浮いてしまったら他のタマゴに交換してください)。
最初は沈んでいるタマゴですけど、それから塩をどんどん水に溶かしていきます、すると・・・(実験してください)・・・になります。
水の質量を重くするのは先ほどの実験のようにできますが、軽くするやり方は、水を温めれば、軽くなります。
これを利用した温度...続きを読む


人気Q&Aランキング