アルキメデスの原理 浮力

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 ●アルキメデスの原理

浮力とは、液体中に働く物体が浮上しようとする力のことです。浮力はアルキメデスの原理によって計算されます。(アルキメデスの原理とは、流体の中に静止している物体に働く浮力についての法則のことです。)

アルキメデスの原理は簡単にいうと次のようになります。
「静止流体中の物体に働く浮力は、その物体が排除した水に作用する重力と大きさが等しく向きが反対に作用する。この作用点は排除した水の重心と一致する。」

したがって、体積Vの静止物体が密度ρの水の中で受ける浮力Fは次のようになります。

 F = ρgV

このとき物体の密度をρ'とすると、物体に働く重力Wは次のようになります。

 W = ρ’gV

したがって、この物体が水中で受ける下向きの力Pは、次のようになります。

 P = W−F = (ρ'−ρ)gV

このことから、物体の密度が水より小さければ、物体に働く浮力が大きくなって、物体は水に浮き、物体の密度が水より大きければ、逆に物体は水中に沈みます。

よく淡水のプールよりも塩水の海の方が浮力が働くというのは、水の密度が淡水よりも塩水の大きいため、相対的に人間の密度が小さくなるからなのです。

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