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発展
Science Press 浮力と密度
物体を水に入れると, 水が押しのけられる。
水中の物体には, その物体が押しのけた水には
たらく重力と同じ大きさの浮力が加わる。 これ
を, アルキメデスの原理という。
げんり 1
体積 100cm²の木と金属が水に浮くかどうか,
アルキメデスの原理で考えてみよう。 図のよう
な木と金属を水に入れると, 体積 100cm²の
水が押しのけられる。 このときの浮力や重力の
大きさを知るには, 密度を考える必要がある。
それぞれの密度や質量、 重力, 浮力は表のよう
になる。
体積100cm²のときの重力と浮力の関係
物体
密度 2
重力
浮力
木(ケヤキ) 0.7g/cm3
70 g
0.7 N <1.0 N
水
1.0 g/cm³ 100 g
1.0 N
金属 (AI) 2.7 g/cm³ 270 g
2.7 N >1.0 N
★2: 木と金属は20℃, 水は4℃のときの値
物体が浮くかどうか
密度を比べるとわかるのは,
アルキメデスの原理と
深く関係しているよ。
浮力と重力の関係を見てみよう。 水に浮かぶ
木の浮力は重力より大きく, 水に沈む金属の浮
力は重力より小さいことがわかる。
また、密度の大きさを比べてみよう。 水に浮
かぶ木の密度は水よりも小さく, 水に沈む金属
の密度は水よりも大きいことがわかる。
このように、物体が浮くかどうかは, 浮力と
重力の関係だけではなく, 密度を比べることで
も確かめられる。
★1: ギリシャの科学者で数学者のアルキメデス
(紀元前287~前212) が発見した。
浮力>重力
押しのけ
られた水
重力 1.0N
木
浮力
1.0 N
重力 0.7 N
浮力 <重力
浮力
1.0 N
金属
重力
2.7N
物理