- ベストアンサー
浮力について
- みんなの回答 （2）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
理想的にはそうなりますが，ほとんどの場合そうなりません。 なぜなら，水圧を受けることによって多くの物体は圧縮されるからです。ある深さで流体の物体の密度がたまたま一致しても，安定なつりあいにならないわけです。つまり，ちょっとでも沈めば圧縮して密度が大きくなりどんどん沈みます。ちょっとでも浮けば膨張して密度が小さくなりどんどん浮いてしまうのです。正のフィードバックですね。 このようなつりあいが継続して保たれるためには，ちょっとしたずれに対して元に戻すような「復元力」が生じることが必要なのです。負のフィードバックが不可欠ということです。
その他の回答 (1)
関連するQ&A
- 浮力
浮力について質問です。 水中において 体積がV,密度がρの物体は 浮力は （水の密度）×V×g であらわされて 仮に物体にはたらく浮力と重力がつりあっていた場合 浮力 - 重力＝０ だから （水の密度）×V×g - ρVg = 0 ρ=水の密度 となります。仮にこの物体を ガラス瓶に重りを入れたものとして、密度を調節した場合 水中では常に浮力＝重力となってふわふわしていることに なりますよね。 こういう場合は水中でこのガラス瓶をどこに持っていっても その場所で静止するのでしょうか？ たとえば水面ぎりぎりでも水槽の底でも物体はその場所で 静止したままなのでしょうか？ 水の温度は一定で密度は変わらないとすれば、力のつりあいから このようになると思うのですがあっていますか？ ガリレオ温度計を調べていて気になったので質問してみました。
- ベストアンサー
- 物理学
- 浮力と重力の関係について
物体が水中で静止している状態と水面に浮かんでいる状態の違いを重力、浮力の関係で教えていただけないでしょうか 水中で静止している状態でも水面に浮かんでいる状態でも静止した状態で浮力と重力はつりあっているのではないかと考えますがなぜ水中で静止する場合と、水面に浮かぶ場合があるのでしょうか。よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 浮力計算に使われるρ(ロー)ついて
浮力計算に用いる、流体の密度:ρについての質問です。 流体で満たした水槽に沈めた直方体のおもりがあるとします。 このおもりの表面には水圧がかかります。 特に、上面と底面との水圧の差は常に等しく、浮力として現れます。 これはおもりがおしのけた体積の流体にかかる重力に等しくなります・・・。 というのが私の浮力に対する理解です。 「これはおもりがおしのけた体積の流体にかかる重力」は有名な公式の ρVg〔N〕 （ρ:流体の密度〔kg/m^3〕V:おしのけた流体の体積〔m^3〕g:重力加速度〔m/s^2〕）ですよね・・・。 疑問に思うのはρです。流体が水だとすると、水深が大きいほどおもりの表面への水圧が大きくなります。深いほど支えるものが多いから、押し固められている。つまり水分子は深いほど詰まっている。というのが私のイメージです。 となると水圧が大きくなる要因は分子の衝突速度ではなく、分子の衝突回数が増えるからだということになります。 しかし、水分子が詰まっているということは、よりρ〔kg/m^3〕が大きいということですよね・・・？ となると、浮力計算ではいつでもρVgではなくて水深ごとに違ったρを用いないといけないことになります。 どこで間違ったのか、詳しい方お教えくださいｍｍ
- ベストアンサー
- 物理学
- 浮力について
水面にボールが完全に浮いている。 このとき、重力と浮力（垂直抗力？）はつりあっているのでしょうか？ だとすると、このボールの重さが50ｇ重だったとすると 浮力も50ｇ重 ということでしょうか。 物体が水から受ける浮力は、物体が押しのけた水の重さ なのに、これでは、ボールは水を押しのけてないですよねぇ。 わけがわからなくなってきました！ では、ボールの半分が水中で、半分は空気中に顔を出している という場合はどうなるでしょうか。 やっぱり物体は浮いて静止してるわけですから、 ここでも重力と浮力がつりあっているのでしょうか。 そうだとすると、 この物体の重さが50ｇ重なら浮力も50ｇ重になってしまう。 しかし、半分しか浮いてないんだから、 押しのけた水の量を考えると 浮力は25ｇ重になる・・・ けど、浮力が25ｇ重しかないと、鉛直方向の力がつりあわない・・・ 上から大気圧が25ｇ重 かかる と考えればいいのでしょうか・・・ どなたか、 ボールが水中から完全に浮いているときの浮力の大きさ と ボールが半分水中に沈んでいるときの浮力の大きさ の違いを 教えてください。
- ベストアンサー
- 物理学
- 浮力に関する問題なのですがよく理解できていないので教えてください。
浮力に関する問題なのですがよく理解できていないので教えてください。 密度と太さが一様で、長さがlの円柱を水につけたところ、(1/4)lの長さだけ水面から出て浮いていた。 円柱の質量をＭ、重力加速度の大きさをgとする。 この問題で(1)の問題はとけました。 ちなみに(1)の問題は円柱が水から受けている浮力の大きさＦはいくらかという問題です。 これは、円柱が動かない、つまりつりあっているので、F=Mgと解けましたが(2)がよくわかりません。 (2)の問題は、この円柱を上端から下に静かに押し下げ、円柱全体がちょうど水面につかった状態で、静止させる。このとき円柱に加えるべき下向きの力Ｆ１はいくらか？という問題です。 解答には、F1=ρSlg-Mg=(4/3)Mg-Mg=(1/3)Mgと書かれているのですが、なぜMgのところの係数が(3/4)になるのかがよくわかりません。 おそらく簡単なところでつまずいてしまっていると思うのですがそれが分かりません。 自分の考えだと、円柱は水面に完全につかっているので、円柱の長さはlなので、ρSlgと考え係数は１だと考えてしまいます。 ですが解答ではlではなく、(3/4)lとなっています。 そこが分かりません。 よろしくお願いします
- ベストアンサー
- 物理学
- 物理Iです！
物理Iです。途中式がわからないので、教えてください！お願いします。 流体中にある物体には、その物体と同じ体積の流体にはたらく重力と等しい浮力Fが鉛直上向きに働くというアルキメデスの原理について考える。重力加速度の大きさｇのもとで、密度ρの流体が入っているビーカの中に円盤（断面積S：厚さｈ：密度ρ´）が水平にすっかりつかった状態を考える。このとき円盤上面にはたらく力Fuは、大気圧をPo、水平から円盤上面までの距離をloとすると、下向きにS（Po+ρloｇ）で、底面にはたらく力Fbは上向きにS{Po+ρｇ（lo+ｈ）}である。円盤の横面にはたらく力は水平で、上下方向には寄与しない。だからこの円盤にはF=Sρｇｈが上向きに働くことになる。これば物体が押しのけた流体の重さに等しい。ここで、密度ρの流体中に鉛直に浮かんでいる密度ρ´、断面積Sの円柱にはたらく力について考える。水面上にでている長さｄ₁、水面下の長さをｄ₂とすると、円柱にはたらく重力と浮力がつりあってうかんでいることから、つきあいの式は（ ）となる。この式から、長さｄ、密度ρ´の物体を流体に浮かべたとき、表面に出る物体の長さｄ´を測れば流体の密度ρが求められる。このことを応用したものに比重計がある。いま、長さ10ｃｍ、密度0.6g/cm³の細い円柱を流体中に浮かべたところ、水面上に2.0cm出てつりあった。このときの流体の密度ρは（ ）ｇ/cm³である。 １つ目の（ ）はρ´S（ｄ₁+ｄ₂）ｇ=ρSｄ₂ｇ ２つめの（ ）はρ=0.75です。 .
- ベストアンサー
- 物理学
- 物理 浮力の問題です。
高さ10cmの直方体の物体を、純粋な水に入れたところ、水面から水面から2cm浮いて静止した。この直方体の密度は何g/cm3か求めよ。純粋な水の密度は1、0g/cm3とする。 解き方がわかりません。よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 高校物理・浮力についての質問です。
底面積 S、高さ L の円柱を、上面が水面から深さ h の位置になるまで沈める。水と円柱の密度は同じρである。 円柱の上面に働く水圧を P1S、底面に働く水圧を P2S とする。 +-----------------------------水面 | h P1S | ↓ + ┌─────┐ | ｜ ｜ L ｜ ｜ | ｜ ｜ + └─────┘ ↑ P2S P1S = ρShg. P2S = ρS(h+L)g. よって浮力は P2S - P1S =ρS(h+L-h)g = ρSLg となり、円柱の密度には影響されない。 ・・・・というような説明があるのですが、今の場合円柱の密度は同じρですから浮力ρSLg は 0 となるのはわかるのですが、円柱の密度が水とは異なる場合でも浮力が ρSLg となる理由がよくわかりません。 もし円柱の密度が σ(σ<ρ) ならば、円柱にかかる下向きの力は P1S と円柱の重力σSLg なので ρShg + σSLg = (ρh+σL)Sg. であり、底面にかかる圧力 P2 による上向きの力 P2S はρS(h+L)g なので、浮力は ρ(h+L)Sg - (ρh+σL)Sg = ρLSg - σLSg = (ρ-σ)LSg > 0 となり、σが残ってしまいます。これだと浮力は物体の密度にも依存してしまいます。この考え方のどこがおかしいのでしょう？
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
あくまで剛体ならの話だったんですね。 よく分かりました。ありがとうございました。