浮力:浮力とは、浸漬されたオブジェクトの重量に反対する流体によって及ぼす上向きの力を指します。オブジェクトの上面と下面の圧力の違いにより生成されます。
相対密度:オブジェクトの密度は、単位体積あたりの質量として定義されます。オブジェクトの密度を流体の密度と比較すると、相対密度が得られます。
オブジェクトフロート:
平均密度が流体の密度よりも少ない場合、オブジェクトは浮かびます。
オブジェクトが液体に配置されると、上方に作用する浮力力は、その質量のために下向きの重力を打ち消します。
浮力力がオブジェクトの重量以上である限り、沈むことなく液体に懸濁されたままになります。
オブジェクトシンク:
平均密度が流体の密度よりも大きい場合、オブジェクトは沈みます。
この場合、下向きの重力は上方に作用する浮力力を超えています。
オブジェクトの正味の力は下方に向けられ、底に到達するか、等量の流体を置き換えて力のバランスをとるまで沈みます。
例:
木材やグラスファイバーなどの材料で作られたボートは、平均密度が水よりも低いため、水に浮かぶことができます。ボート内に閉じ込められた空気は、全体的な浮力に貢献します。
コインのような金属物体は、水の密度よりも高いため、水に沈みます。コインに作用する重力は、水によって発揮される傾斜力よりも大きい。
船は、空気を閉じ込める形状とコンパートメントのために、水よりも密集した材料で作られているにもかかわらず、水の上でナビゲートできます。これらのエアポケットは、船の平均密度を低下させ、浮遊させます。
要約すると、質量は重要な特性ですが、最終的にオブジェクトが浮かぶか沈むかを決定するのは、質量、体積、および流体の密度の相互作用です。相対密度と浮力を考慮することにより、さまざまな流体のオブジェクトの挙動を正確に予測および説明できます。