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物理 高校生

アルキメデスの原理について、 図cに赤色の水を入れるとつり合って浮力と重力ρVgは等しいと書いています。しかし、EXでは円柱Aの密度を使って重力を求めているのかが分かりません。私は水の密度を使い重力を求めて浮力とのつり合いで求めるのだと思ってました。どこが間違っているのか教... 続きを読む

は Q&A Q 浮力の原因は圧力差だったんですね。 でも、 直方体の ようなきれいな形をしていないときでもF=pVg でい いんですか。 A じゃあ,もっと一般的にしよう。 水に浮かんだ氷には 図aのように力がかかる。これらすべての合力が浮力と いうわけだ。といっても計算できそうもないね。 そこで 仮想実験。 いま, 氷の表面にうすーいプラスチックの膜 を張ってから氷だけをひっこ抜いたとしよう。 膜には浮 力がかかるから上から押しつけていなければいけないよ (図b)。 次にこの中へ液面まで水(赤色)を入れたとしよう。 す ると, もう手の力はいらない。 同じ水どうしだからこの ままで安定になる。 つまり, 浮力は赤色の水の重力に等 しいというわけだ。 中に周りと同じ液体を入れたことが ミソだね。 こうして (液体の密度)×(液面下の体積) x g 氷の形はどうでもいいんだ。 実にエレガントな証明じゃ ないか! アルキメデスの原理とよばれているよ。 なお, 気体でも浮力は発生する。 風船や気球がいい例だね。 ところで、浮力の作用点って,どこになるんですか。 液面下の部分を水で置き換えたときの, 水 (赤色) の重 心の位置になるんだ。アルキメデスの原理からしても もっともでしょ。 a 氷 水 膜を押さえる 水 文字通りの 水平面 水 重力 水 関 か の 25

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