No.2ベストアンサー
- 回答日時:
ちょっと実際のタライの重さを調べていませんので、タライの重さを除いて考えます。
つまりタライが自分の体重より充分軽くて無視でき、自分の体重だけで決まると考えてみます(※使ってみるタライを決めれば、タライの重さ+自分の体重で考えればいいです)。75キロの重さがタライ(※繰り返しますが今は重さが0キロと考えています)に乗って、プールに浮かんでいる状態では、タライは自ら75キロで押し返されています。この75キロがどこから来るかといえば、タライがある程度沈んで、押しのけた水が75キロなんです。
もしタライ(※繰り返しますが今は0キロと考えています)に水を入れれば、タライの中の水の高さと、プールの水面の高さは同じになります。似たような状況を考えると、ペットボトルにある程度水を入れて池にそっと入れると(乱暴にやるとペットボトルの中の水が揺れ、鎮まるまで時間がかかる)、ペットボトル内の水の高さと、池の水面が同じになります。
これは同じ水だからなんですね。ペットボトルやタライの中が水でなくて、他の重りでも同じです。中に入れた重りと同じ重さの水を押しのけます。船では押しのける水の量を排水量と呼んでいます(船が水を押しのける→排水、ということ)。
水1キロは1リットルです。75キロを浮かべたいなら、75リットルあればいいわけです。でも、それはギリギリなので、もっと余裕を持つ必要があります。タライが半分だけ沈むようにするには、75×2=150リットルあればいいことになります。
ここまででお分かりと思いますが、容積だけが問題で、底面積や高さ(タライの深さ)はいくらでもいいわけです。
だいたいの見当ががついたら、適当なタライを探し、そのタライの重さを足して計算しなすといいでしょう。
しかし、タライがどのくらい沈むか(=必要な水の深さ)は底面積で決まります。水1リットルが1キロの重さになので計算はしやすいです。体重(+タライの重さ)をタライの底面積で割ってやれば、タライが沈む深さになります。それが必要なプールの水深になります。
P.S.
人が乗る実験はタライではやらないほうがいいです。たとえ、タライがひっくり返っても大丈夫そうなところ(浅い、水の流れがない、すぐ陸に上がれる等々の条件)、水に入っても大丈夫な季節(今はまだ大丈夫そうですが……)を選んでやっても、事故が起きる可能性が高いです。
タライはあくまでも水を入れるためのもので、安定して浮くようにはできていません。水に浮かべると、ボートなどに比べて、すぐに転覆してしまいます。急なので、タライがひっくり返ることを覚悟していても慌ててしまい、溺れることがあります。実験するなら、洗面桶と重りなどで代用するほうがいいです。
ボート、船は、傾いても元に戻るよう、形をV字型にしたり、底が重くなるようにしたりして、できるだけ安定するようにできています。タライはそんな工夫が全くされていません。水に浮かぶ乗り物としては危険なものです。
No.1
- 回答日時:
浮力は中学校一年かな??
理科は解き方じゃなく、なぜかの理由を考え学ぶこと。
あなたの体重と同じ重さの水の体積を求めればよい。
タライの直径が一般的な75cmだったら、それを水平に沈めたときに排除する水の体積が75kgの水と同じになればよい。水は1kgが1000cm³だから、底面積の分かっている円柱の体積を計算してみましょう。
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