沈んだ潜水艦

質問

ずっと以前に、「潜水艦が海底に沈むと、浮上するのが海中に浮かんでいるときより難しくなる。」と、本で読みました。
この理由が、「潜水艦が海底に沈むと、下方向からの海水の圧力が無くなるので浮上しにくい」とあったように記憶しています。この理由は正しいのでしょうか？

回答No.5

hagiwara_m

No.4の回答をした者です。

>「箱の底と水槽の底に水が入り込まないように工夫する。、、」
> （略）
> この箱は浮力は受けないと考えて良いのでしょうか？

「水が入り込まないように工夫」というところの意味を正確にしないと、決められません。箱の底と水槽間に水が残らないようにする（例えばロウなどを塗る）という意味なら、水中にあるときと同じことで、速やかに浮かび上がります。一方、箱が現実に上昇しても水が底に入らないような工夫、例えば、ピストンを水槽底に固定し、それにはまったシリンダを箱の底に固定すること、をすれば、浮かび上がれません。

一般論的な説明を少し補足いたします。
「浮力」というのは、流体で囲まれた物体について適用される概念ですから、底が固体間接触となった段階で、馴染まない言葉になってしまいます。しかし、それは「浮力」の定義に関わる問題で、箱の力学的状況自体は、底が水槽に接触してもほとんど変わらないのです。箱も、水槽の底をつくる物体も、深度に応じた水圧による圧縮応力を受けている－この認識が本質的です。同じ応力状態の物体どうしが接触しても（一体と見なせるようになるだけで）何も起こりません。

お礼

再度のご回答ありがとうございます。