<浮力について>
まず、物体が水の中に入ると全方向から水圧による力を受けます。横方向の力は打ち消しあうので関係ないです。上下方向について、上から押される力よりしたから押される力が大きいのでこれが浮力となります。
浮力というのは水が物体に及ぼした力となります。
<作用反作用の法則について>
作用反作用の法則というのは普段問題で使うときは意識せずに使っていると思いますが、
「物体1が物体2に力を及ぼすとき(同じ作用線上で)
物体2も物体1に力を及ぼす
(大きさが等しい)(向きは当然逆)」
という物理の法則です。
だから、水が物体に浮力という力を及ぼし、及ぼした物体が水に浮力を受けたのと同じ大きさの力を及ぼすのです。もちろん逆方向に。
<重力は関係ないのか>
重力については物体と地球との万有引力によるもので、物体と地球との関係なので、水とは直接関係ありません。
例えば板の上に物体を置いた時、板から垂直抗力をうけ、板はその大きさと逆方向で同じ大きさの力を受けています。これが作用反作用の力の関係。重力が直接板に力をおよぼしているわけではないことがわかると思います。
どの物体がどの物体に力を及ぼしあってるのか確認するとわかるのかもしれません。
一つの物体だけ例えば水だけに注目して力を考えると、重力が直接、水に力を及ぼしているものではないとわかると思います。(基本的に重力以外の力は接触してないと発生しない)
<例えば逆に考えると>
物体が水に何かしらの力を与えていて、
それはなぜかというと水が物体に浮力という上向きの力を及ぼしているからその逆方向に同じ大きさの力を及ぼしているところはという感じ。それが作用反作用の力の関係という感じです。
おおー!なるほど!
ということは、体積小さくて質量の大きいおもりAと、体積大きくて質量小さいおもりBがあったとして、それぞれ問題文のように水に入れて台ばかりで測る実験をするとおもりBの方が台ばかりの表示は大きくなるんですか!?笑
たしかに、重力が水に直接、力を及ぼすんじゃないかというような感覚はわかるのですが、そういう物理の法則はなくて、あるのは作用反作用の法則というわけです。
たしかに。おもりBのほうが台ばかりの表示は大きくなりますね。でもバネばかりが物体を引っ張ってますからね。バネばかりがおもりを引っ張る力はAの方が大きいですね。
浮力は沈んでる体積に比例するので、水上に浮いてしまうとまた変わりますが。
なるほどわかりました!
ありがとうございました!
長くなってしまったのですが、重力が直接水に力を及ぼしてはいない。浮力と逆向きの反作用の力が水に働いている。(基本的には接触していないと直接他の物体に力を及ぼすことはない)
あたかも重力が板に力を及ぼしたような印象を持つような書き方(省略して書く)こともあるかもしれないので、間違いやすいのかなと思います。