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水中の浮力

水中にピンポン玉を入れたらもちろん浮くわけですが、この同じ大きさのピンポン玉に圧力を加えた空気を入れたら浮力は増すのですか? 酸素ボンベを背負って水にもぐった時、空気を使いきったときと使い始めではボンベは浮力が変わるのでしょうか?

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まったく変わりません。 浮力は、その物体の体積で決まります。 ピンポン球やボンベの内部がどうなろうと 大きさが変わらなければ、浮力も同じです。

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  • 回答No.4
  • Tann3
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 浮力は、「その物体が押しのけた液体の重さ(重力)に等しい」というのが「アルキメデスの原理」です。  「押しのけた液体(この場合は水)の重さ」は、その体積で決まりますので、元の物体の体積で決まるということです。浮力には、元の物体の重量は関係しません。  物体の水の中での「重さ」は、「(元の重さ)-(浮力)」ですが、「浮力」自体には「元の重さ」は関係しないのです。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%AD%E3%83%A1%E3%83%87%E3%82%B9%E3%81%AE%E5%8E%9F%E7%90%86  「酸素ボンベを背負って水にもぐった時」には、空気を使いきったときと使い始めのボンベの体積が変わっていなければ、浮力は変わりません。  風船や浮き輪のように、空気を使うと体積が減るものであれば、使うほど浮力が減ります。

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  • 回答No.3

物理で言う 浮力 とはその物体の体積に対してかかるものです。 ピンポン玉に圧力を加えた空気を入れた場合、入れた空気の量だけ 「重く」 なります。 恐らく質問者さんは 圧力を加えた空気を入れたら 「浮きやすくなるかどうか?」 が知りたいのではないでしょうか。 現実的にピンポン玉にどれだけの空気の圧力を かけれるか疑問ですが、重くなる分、少し沈む為に沈んだ体積に相当した分だけ 「浮力」 は増します。 さて、酸素ボンベを背負って水にもぐった時、空気を使いきったときと使い始めではボンベは浮力が変わるのでしょうか? の方ですが、こちらは ボンベが全て水中なので前と後とでは ボンベの体積に対する 浮力は 「まったく同じ」 です。 (微妙にボンベが収縮、膨張する事を無視するとして) では何が違うかというと、ボンベ自体から空気がなくなる為に 「軽く」 なります。 つまり、浮力は変わらないですが 「浮き」 やすくなります。 (圧縮した空気は重いのです) 空気と違いますが 家庭のガスコンロに使う 「ボンベ」 は使い終わったら 「軽くなる」 でしょう。 似たような事がおきているのです。

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  • 回答No.2

浮力は、その体積(と水の密度)に依存します。 厳密には!!!内圧が高いと体積が大きくなりますので浮力は大きくなります。 しかし、その物体の重さは重くなりますので、[物体の重さ]+[浮力](下向きを+とする)が、計測できる重さですから、内圧が高いとトータルは重くなります。

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