✨ ベストアンサー ✨
まず、浮力は物体が水に浸かっている体積に比例して力の大きさが変わります。
なので、完全に沈んでいるときと水面から出ているときでは浮力の大きさが違います。
次に、物体が静止しているとき、物体にはたらく力はつり合っています。逆に言えば、物体にはたらく力がつり合うのは、物体が静止しているときです。
これらをふまえて、
[塾の先生の説明]
・手を使っていない→物体にはたらくのは重力と浮力だけ
・浮いている→それ以上沈まずに静止している
⇒物体にはたらく力(重力と浮力)がつり合っている
→重力=浮力
[教科書の説明]
・物体にはたらく重力の大きさが浮力よりも小さい
→ここでいう浮力は水中の浮力
⇒ 重力 ＜ 浮力 (物体が完全に沈んでいるとき)
・水面に浮かぶ(沈まずに静止する)
→水面に出ると、物体が水に浸かっている体積が減るため浮力の大きさが小さくなり、重力とつり合うようになる。
⇒ 重力 ＝ 浮力 (物体の一部が水面上に出ているとき)
沈んでいくといつか底につきますよね。そうすると水槽の底から垂直抗力がはたらくので、
重力=浮力+垂直抗力
となって静止します。
ありがとうございます！
では水中で重力＝浮力となって浮かび、静止する場合は
物体にどのような力がはたらいている時ですか？
何度も質問すみません🙇♀️
もう一度整理しておきますね。
まず、浮力は、物体が水に浸かっている体積に比例するので、
水中での浮力 ＜ 水面上での浮力
です。
① 重力 ＜ 水中での浮力
物体は浮かび続けて、ついには水面上に出るので、
重力 ＝ 水面上での浮力
となって静止する。
② 重力 ＜ 水中での浮力
水中だと浮力の大きさは変わらず一定なので、重力＝浮力となることはなく、物体は底に着くまで沈み続ける。
③ 重力 ＝ 水中での浮力
力がつり合っているので、物体は水中で静止する。
すみません……
②は重力＞水中での浮力
の間違いですかね？
あ、そうですね。書き間違いが多くてすみません…。
全然大丈夫です！☺️
理解出来ました！
逆にこんなに丁寧に回答してくださってありがとうございました🙇♀️
〇物体にはたらく重力の大きさが浮力よりも小さい時、その物体は水面に浮かび、
重力＝浮力となって静止する
〇物体にはたらく重力の大きさが浮力よりも大きい時、その物体は沈み、
重力＝浮力となって静止する
ということでしょうか？
しかし沈んだ時は重力＝浮力になるのですか？
〇の二個目があっているか自信が無いです……