浮力 関連問題
【広告】ここから広告です。ご覧の皆さまのご支援ご理解を賜りたく、よろしくお願いいたします。
【広告】広告はここまでです。
右図1のように水槽に水を張り、水中の深さdのところにある、高さh、断面積Sの部分Kに働く力を考えます。
Kの上部には、体積
の水があり、水の密度をρとすると、水の質量は
，Kの上部の水がKに及ぼす力は鉛直下向きに
です。
Kの内部には体積
の水があり、これに働く重力は鉛直下向きに
です。結局、Kには、鉛直下向きに
の力が働きます。
Kの下面には、下側の水からの抗力
が働くことによって力のつり合いが成立します。この力がなければ、Kの水は下向きに動き出すことになります。
ということは、Kの下面には、
，Kの上面には、
という圧力が働いています。この圧力は、水中、同じ深さの位置では等しくなります。圧力差ができれば、風が吹くような感じで、水が動くことになります。
右図1では、K以外の部分の面積
の部分に、Kの下面と同じ深さで
という力が働いている様子を描いてあります。
右図2では、Kの部分に質量mの物体を入れた状況を示しました。K以外の部分には状況変化はないので、Kの下面と同じ深さの部分には、
という力が働き、同じ深さのところでは圧力が等しくなるので、物体の下面には、鉛直上向きに
という力が働きます。物体の上面には、物体の上側の水が及ぼす力
が働きます。
結局、物体には鉛直下向きの重力
の他に、鉛直上向きに、
という力が働くのです。
この力を浮力と言います。浮力は物体を浮かせる方向に働き、その大きさ
は、「物体が押しのけている部分に水があったとしたときの水に働く重力に等しくなる」と表現できます。これをアルキメデスの原理と言います。
浮力に関するアルキメデスの原理は、水以外の液体でも、気体でも成立します。
【広告】ここから広告です。ご覧の皆さまのご支援ご理解を賜りたく、よろしくお願いいたします。
【広告】広告はここまでです。
物理基礎事項TOP 物理TOP TOPページに戻る
【広告】ここから広告です。ご覧の皆さまのご支援ご理解を賜りたく、よろしくお願いいたします。
【広告】広告はここまでです。
各問題の著作権は
出題大学に属します。©2005-2024(有)りるらる 苦学楽学塾 随時入会受付中！理系大学受験ネット塾苦学楽学塾(ご案内はこちら)ご入会は、
まず、こちらまでメールを
お送りください。