浮きたいです！

質問

失礼します。
川のそばを歩いていて、タライなどを浮かべて浮いてみたいと思いました。体重の75キロの私がどのくらいの大きさのタライ？を使用すれば、浮くことができ、そのためには、水深何センチ以上必要でしょうか？
時期により5～20センチと水深が変化します。

浮力について検索してみたのですが、簡単な練習問題等しかやかったので、ここに、質問させて頂きます。宜しくお願い致しますm(_ _)m！

回答No.2

noname#212313 · ベストアンサー

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。

お礼

丁寧な回答感謝します！！

回答No.1

ORUKA1951

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。