浮力:
* 定義: 浮力とは、浸漬された物体に液体(水や空気など)によって加えられる上向きの力です。この力は、オブジェクトをフロートまたはシンクにする責任があります。
* Archimedesの原則: この原理は、オブジェクトに作用する浮力力は、オブジェクトによって変位する流体の重量に等しいと述べています。簡単に言えば、オブジェクトは一定量の液体を押しのけ、その変位した流体の重量は浮力のある力です。
密度:
* 定義: 密度は、特定の体積に詰め込まれている質量の量の尺度です。オブジェクトの質量をそのボリュームで割ることによって計算されます。
* 浮力への影響: オブジェクトの密度は、浮かぶか沈むかを決定する上で重要な役割を果たします。その理由は次のとおりです。
* 流体よりも密度: オブジェクトが液体よりも密度が高い場合、沈みます。これは、オブジェクトの重量が浮力力よりも大きいためです。オブジェクトは、オブジェクト自体よりも少ない重量の液体を置き換えます。
* 流体よりも密度が低い: オブジェクトが液体よりも密度が低い場合、浮遊します。浮力の力は、オブジェクトの重量よりも大きくなり、自分の体重に等しい量の液体を置き換えるまで上昇します。
例:
同じサイズの木製のブロックと鉛重量を想像してください。木材は水よりも密度が低いので、浮かんでいます。鉛は水よりも密度が高いので、沈みます。どちらのオブジェクトも同じ量の水を置き換えますが、鉛は鉛自体よりも少ない重量の水を置き換えて沈みます。
キーテイクアウト:
浮力と密度の関係は、基本的には、オブジェクトの重量と変位する流体の重量に関するものです。液体が重い(密度が高い)場合、より強力な浮力力を発揮し、オブジェクトが浮くことを容易にします。
要約:
* 密度は、オブジェクトの重みを決定します。
* 浮力は、変位した液体の重量によって決定されます。
* オブジェクトの重量が変位液の重量よりも大きい場合、オブジェクトは沈みます。
* オブジェクトの重量が変位した流体の重量よりも少ない場合、オブジェクトは浮かんでいます。