中1理科で勉強する「水圧」「浮力」とは何もの??
こんにちは!この記事をかいているKenだよ。四分音符、だね。
中1理科ではいろんな力を勉強してきたよね??
その中でも今日は、
水中ではたらく力
を勉強していこう。
中学理科のテストに出やすいキーワードは、
- 水圧(すいあつ)
- 浮力(ふりょく)
の2つ。
水圧とは何もの??
まずは水圧だ。
水圧とは、
水中ではたらく圧力のこと
で、水中にある全ての物体はこの水圧というやつをうけているんだ。
たとえば、もし柔らかい風船を水中に深く沈めたとすると、風船はただじゃ帰らせてもらえない。
水圧という圧力を受けてしまうことになり、
![水圧 浮力 中学](/wp-content/uploads/2017/11/suihu1.png)
もしかしたら割れてしまうかもしれない。
![水圧 浮力 中学](/wp-content/uploads/2017/11/suihu2.png)
この水圧について押さえておくべきなのは次の4つのポイントだ。
水圧の要因とは?
まず、
なぜ水圧が発生するのか??
ということを押さえておこう。
水圧というやつは、
水の中にある物体より上にある水の重力が原因で発生しているんだ。
![水圧 浮力 中学](/wp-content/uploads/2017/11/suihu3.png)
深くなるほど水圧は大きくなる
水圧の要因は、水中の物体よりも上にある水の重力ということがわかった。
それがゆえに、
物体が深くにあればあるほど水圧が大きくなるんだ。
なぜなら、物体よりも上にある水の量が増えるからね。
たとえば、水深10mよりも、50mにある物体の方が受けている水圧が大きいってことね。
![水圧 浮力 中学](/wp-content/uploads/2017/11/suihu4.png)
水圧は四方八方から受ける
しかも、水圧は1方向から受ける圧力じゃない。
物体はあらゆる方向から圧力を受けることになるんだ。
![水圧 浮力 中学](/wp-content/uploads/2017/11/suihu1.png)
右も左も上も下も右斜め上も、左下斜めも・・・ね。
物体の上面よりも下面の方が水圧が大きい
深ければ深いほど水圧は大きくなるんだったよね??
ってことは、
物体の上面よりも下面の方が大きい水圧を受けていることになるはずだ。
なぜなら、
物体の上面よりも下面の方が深いところにあるからね。
たとえば、缶ジュースを水の中に沈めたとしたよう。
この時、缶底の方が、プルタブとかある飲み口よりも水圧を受けていることになるわけね。
![水圧 浮力 中学](/wp-content/uploads/2017/11/suihu5.png)
浮力とは??
続いては「浮力」だ。
浮力とは、
水中にある物体が上向きに受ける力のこと
だね。
たとえば、ピンポン球を沈めたシチュエーションを想像してみて。
![水圧 浮力 中学](/wp-content/uploads/2017/11/suihu6.png)
ピンポン球はずっと水中にいられなくて、水上に浮上してきちゃうでしょ??
![水圧 浮力 中学](/wp-content/uploads/2017/11/suihu7.png)
これはピンポン球が浮力を受けているからなんだ。
なぜ浮力は発生する?
それじゃあ、この浮力というやつはなぜ発生するんだろうね?
これはズバリ、
水中の物体に働く上面と下面の水圧の差
だ。
さっき水圧を勉強した時に、
物体の上面よりも下面の方が大きな水圧を受けている
って習ったよね。
つまり、水中の物体には、上からの水圧が押し負けるような下からの水圧が働いているわけだ。
![水圧 浮力 中学](/wp-content/uploads/2017/11/suihu8.png)
この水中の物体の水圧の差が浮力の正体だね。
体積が大きいほど浮力が大きい
ってことは、浮力は物体の形とか大きさによって異なるはず。
たとえば、横にむちゃくちゃ長い物体だったら、水圧の差が働く面積が広くなるから、その分、水圧の差の合計の浮力も大きくなるはず。
![水圧 浮力 中学](/wp-content/uploads/2017/11/suihu9-1024x392.png)
また、縦にむちゃくちゃ長い物体だったら、そもそも上面と下面の深さの差が大きくなるから、水圧の差が大きくなるはず。よって浮力も大きくなる。
![水圧 浮力 中学](/wp-content/uploads/2017/11/suihu10.png)
これらのことをまとめると、
物体の体積が大きくなればなるほど浮力が大きくなる
ってことになるね。
浮力の大きさは?
じゃあ浮力の大きさはどれくらいなんだろうね??
これはアルキメデスという人がだいぶ昔に発見して知られているアルキメデスの定理というやつなんだけど、
浮力の大きさは、水中の物体が押しのけている水の重力
なんだ。
たとえば、100cm³のサイコロを水に沈めたとしよう。
![水圧 浮力 中学](/wp-content/uploads/2017/11/suihu11.png)
このサイコロが受ける浮力は、サイコロが押しのけてしまった100cm³の水に働く重力に等しいってことだね。
![水圧 浮力 中学](/wp-content/uploads/2017/11/suihu12.png)
浮力によって水中の物体が浮くときは?
経験でなんとなくわかってると思うけど、
水中の物体は浮かんでくる奴もいれば、沈む奴もいるよね?
たとえば、ピンポン球を水中に沈めてもうかんできちゃう。
![水圧 浮力 中学](/wp-content/uploads/2017/11/suihu7.png)
だけど、鉄の玉を水中に沈めたら浮かび上がってことない。
![水圧 浮力 中学](/wp-content/uploads/2017/11/suihu13.png)
二つとも浮力を受けているはずなのにこれはどうしてなんだろうね??
じつは、浮かび上がるか上がらないかは、
水中の物体に働く重力が浮力よりも大きいかどうか
によって決まってくるんだ。
もし、物体に働く重力が浮力よりも小さいときは、浮かび上がってきちゃう。
![水圧 浮力 中学](/wp-content/uploads/2017/11/suihu8.png)
逆に、物体に働く重力が浮力よりも大きいときは、沈みっぱなしだ。
![水圧 浮力 中学](/wp-content/uploads/2017/11/suihu15.png)
つまり、
水の密度よりも小さい密度を持つ物体は浮力で浮かんできちゃって、
水の密度よりも大きい密度を持つ物体は沈みっぱなしなんだ。
同じ体積で見た時に、水の方が重ければ(水の密度よりも小さい)、浮力が大きくて浮かび上がって、その逆はまあそういうことなのだ。
密度を忘れちゃったら密度の求め方を復習してみてね。
水圧と浮力は同時に覚えてしまおう !
以上が水圧と浮力についての基礎だったね。
最後に忘れないうちに復習しておこう。
水圧とは、
水中ではたらく圧力のこと
で、水中の物体は四方八方から水圧を受けていて、深ければ深い位置にある物体ほど水圧が大きい。
![水圧 浮力 中学](/wp-content/uploads/2017/11/suihu2.png)
浮力とは、
水中にある物体の上面と下面にかかる水圧の差によって生じる力のことで、
水中の物体の体積が大きければ大きいほど浮力は大きいんだ。
![水圧 浮力 中学](/wp-content/uploads/2017/11/suihu8.png)
水圧・圧力をマスターしたら今度は空気中ではたらく「大気圧」を勉強していこう。
そんじゃねー
Ken
![](/wp-content/uploads/2019/02/drkoshiki.png.pagespeed.ce.NI8qj7qnRF.png)
Qikeruの編集・執筆をしています。
「教科書、もうちょっとおもしろくならないかな?」
そんな想いでサイトを始めました。
浮力はどうやって求めるんですか?
>浮力はどうやって求めるんですか?
浮力は、水中に沈んだ物体がおしのけている水の体積の重力だよ。
だから物体の体積を求めて、水の体積から押しのけた水の質量を求めて、そいつに重力加速度をかけてやると浮力が計算できるはず
ある2つの物体があり、同じ重力のとき片方の水圧を受ける面積が広くなっても(下からの水圧の)、上からの水圧もそれに対応して増えるため、浮力はもう一つの小さい物体と同じにならないのですか?
>ある2つの物体があり、同じ重力のとき片方の水圧を受ける面積が広くなっても(下からの水圧の)、上からの水圧もそれに対応して増えるため、浮力はもう一つの小さい物体と同じにならないのですか?
浮力は、その物体が押しのけている水の体積の重力だ。
だから体積が大きい物体ほど浮力が大きくなるね。その浮力が物体の重力に勝ると浮かんでくるね
物体の水中にある部分の体積が大きいほど、
浮力の大きさはどうなりますか?
水圧の求め方を教えて下さい!!
水圧の求め方が分かりません(泣)
>物体の水中にある部分の体積が大きいほど、
浮力の大きさはどうなりますか?
大きくなるよ
>水圧の求め方が分かりません(泣)
問題送ってみて!
浮力の大きさはなぜ深さによって変わらないのですか?
>浮力の大きさはなぜ深さによって変わらないのですか?
浮力は、その物体が押しのけている水の重力。
よって、その物体がいくら沈もうが押しのけている水の体積は変わらないから、浮力は深さによって変化しないのね
浮力の求め方を教えて欲しいです(;;)
>浮力の求め方を教えて欲しいです(;;)
浮力は沈んでいる物体が押しのけている水に働く重力と等しいね。
だから沈んでいる物体の体積から水の質量を計算して、それに重力加速度9.8kg/sをかけてやると計算できるよ
浮力=体積 ということでよいのでしょうか…
>浮力=体積 ということでよいのでしょうか…
いや、浮力は沈んだ物体の体積に、水の密度をかけて、物体が押しのけている水の質量を計算。
その水の重力が浮力!ちなみに質量(kg)に重力加速度というものをかけると浮力が計算できる。中学理科では1ニュートンが100gの物体に働く重力とみなしてるけどね
うううzx浮力ムズいです、、、公式を簡単にまとめてもらえたら嬉しいです!
すいません公式をまとめてもらえたら嬉しいです!
>うううzx浮力ムズいです、、、公式を簡単にまとめてもらえたら嬉しいです!
浮力の計算も中学で習うのかな!
なんか問題あったら送ってみて!
圧力×面積で何が求められるんですか?
>圧力×面積で何が求められるんですか?
力だね。圧力の求め方の公式を復習してみよう
物体の一部が浮いているとき、その物体にかかる水圧はどうやって求めるのですか?
浮力の大きさは深さとは関係ないんですか?
また、横からかかる水圧は上からかかる水圧より大きいんですか?
>浮力の大きさは深さとは関係ないんですか?
また、横からかかる水圧は上からかかる水圧より大きいんですか?
浮力の大きさは変わらないね!水圧は深ければ大きくなるけど
深くなるほど水圧が大きくなるのはなぜですか。
>深くなるほど水圧が大きくなるのはなぜですか。
その地点よりも上にある水の量が増えるからね!
水圧は水にかかる重力によって発生するんんですよね?重力は下に引っ張るはずなのになぜ水圧は下からもかかるんですか?
物体の下面が水槽の底についていても、物体の下面には上向きの水圧が加わりますか?
沈む物体でも浮力がはたらくのはなぜですか?
浮力より重力が大きくなると沈んじゃうんだよな
浮力って限界があるの?
浮力の限界って密度が関係してるの?
浮力と重力が同じだったらどうするんですか?
木は中に空気などがあり密度が低いが木のなかの密度を高めれば沈みますか?
圧力の単位は?求め方は?
プールに入った時に、友達を軽々おんぶできるのは、浮力が働いているからですよね?
なんか、下に行くほど体が重くなるっていうか
だんだん、プールの時とか沈んでたのが上がってくるんですけど
それも水圧に関係あるんですか???
そもそも、水圧って何ですか??疑問です、
浮力と水圧の違いって簡単に言うとどんな違いですか、、あんまからなくて、、、
浮力の求め方を教えてください
マグマが出来るときにも、水圧ってかかりますよね。その時の融点が下がるってどう言う意味ですか?