セルフ塾は閉めましたが、そのままの名前でブログを続けます。独学,独習。教わるより,学ぶを重視。 セルフラーニングの方法,英語,数学などの情報を発信するつもりです。

潜水艦は、浮力を利用して浮き沈みしている
 以前、

物体が水に浮いている時には、重力=浮力
で、

物体にはたらく重力よりも浮力の方が大きければ、物体は水に浮きます」
とありますが、物体が水に浮いている時、重力=浮力ではないのですか?


という質問メールにたいして、

 

重力より浮力が大きくなる場合、というのは、最初に別の力を加えて、物体全体を水中に沈めた場合のことです。
 その場合には、重力より大きな上向きの浮力が生じることがあります。



 と答えました。

 改めて考え直したら、潜水艦を例にして説明すればよかったと思います。


 潜水艦の外殻と内殻の間はタンクになっています。
 そこに海水を入れると、潜水艦全体の重力は、浮力より大きくなって沈んでいきます。
sensuikan1.jpg


 潜水艦は、圧縮した空気を持っています。
 水中にいる潜水艦のタンクに、圧縮した空気のタンクから空気を入れ、水を抜くと重力が小さくなります。

 浮力より重力が小さくなると、潜水艦は浮き上がっていくのです。
sensuikan2.jpg

 タンクの中の空気と水の割合を適度に調整して、重力と浮力が等しくなると、潜水艦はその深さにとどまっていることができます。(図の、水と空気の割合は正確ではありません)
sensuikan3.jpg

 まとめると、
 重力>浮力  潜水艦は沈む
 重力<浮力  潜水艦は浮き上がる
 重力=浮力  潜水艦は水中にとどまる

 魚にも浮き袋があり、基本的に同じようにして、浮き沈みしています。



 ブログの理科(物理)の記事を集めて、電子出版しました。




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