【理科のコツ】浮力

浮力

今回は「浮力」について話していきます。
浮力ですが、漢字を見て分かりますか？これは浮く力と書いてあります。

液体中に入っている物体に働く浮かそうとする力の事を浮力と言います。液体中と書いてあるけど正確に言うと気体中も浮力をもらえています。
今、僕らは空気の中にいますよね？だから実は浮力をもらえています。浮力なうです（笑）
だけど全然感じていないと思います。浮力はどれぐらいもらえるのかというと「アルキメデスの原理」というものがあります。
これはアルキメデスという人が、それこそ紀元前の2000年以上前の昔に「こうすると浮くぜ！」という浮く法則を発見しました。素晴らしいです(^^)
今やもう数式的に証明されている事ですが、簡単に言うと水中の話です。水の中に入っているとちょっと浮く感じです。
プールとかでも感じた事があると思いますが、あの浮 く力をどうやって測るのかなあ？という事です。
ちなみに、めちゃくちゃ簡単です（笑）
ここに文字で書いてあるのをちょっと図に書いてみます。

凄いシンプルです。皆、今体重何キロですか？例えば私しゅんちゃんは60キロの体重です。60キロの物体が吊るされていたら、バネ量りは60と書いてきます。
バネ量りで60のおじさんを吊るすなよ！という話ですがそれはおいておきます。じゃあこれを水の中に入れてみます。

なんとバネ量りが今適当ですが40になったとします。あれ？吊っている人が60キロで重いなこのおじさん、と思っていたけど40になった、みたいな感じです。
20キロ分の浮く力をもらっているのが分かりますか？空気中で量ったグラム数から液体の中に入れて量った時の重さを引いてあげればその差額分が浮く力として上向きに力が働いているというのが分かります。意外と簡単な話です。

このアルキメデスの原理は何を言っているかというと、液体中にどぽんって浸かって液体をどかしてないですか？そのどかした液体分実は浮力をもらえているんです。こういった計算問題に発展していきます。即ち、密度が絡んできます。水の中に氷を入れると浮いているような絵です。この氷くんは何で浮くんでしょうか。普通は重いから下に沈むんじゃないですか？と思うんだけど実はこれは浮く力をもらっています。浮く力と
重力でギュンと引っ張られる力がちょうど今吊り合っている状態なのが、こちらの図です。

ぷかぷかと浮いているような図です。この浮力がどのぐらいですか？このどかした水の重さ分だけ浮力をもらえているんです。
食塩水とかだったらちょっと液体が濃くなります。だから重くなります。水が10グラムだとしたら、10グラム分浮力をもらっています。だけど今の体積で海水とかの食塩の混ざった重たい液体だったら10グラムじゃなくて15グラムぐらいになります。15グラムだから、もうちょっと浮きます。だから密度もちょっと絡んできます。
そういった密度も絡んだり体積とかものも絡んだり何だったら力の大きさというのも絡んだり色んなジャンルが絡んできて凄く問題に発展しやすい分野になっています。
こういった複雑な所を一緒に学習していきましょう！