注目キーワード
  1. 原子
  2. 分子
  3. 化学式
  4. 練習問題

浮力の公式や求め方が読むだけでわかる!

このページでは【浮力とは何か。浮力の計算】について詳しく解説していきます。
また、このページは中学1年生の「力と圧力」の単元解説の9ページ目でもあります。

 

 

それでは、浮力の学習スタート☆

 


1. 浮力

さて、今回は「浮力」について説明していくよ。

おう!今回もがんばるぞ!
おう!がんばろう☆その前にねこ吉。
前のページで説明した「水圧」は理解したかな?
まあまあだけど…どうしたの?
浮力」と「水圧」がごちゃまぜになると、勉強がわかりにくくなるからだよ。
できれば1度、前のページの「水圧」を学習してから浮力の説明を聞いてほしいんだ。
なるほどね。じゃあ「水圧」の説明を聞きたい人は下のボタンからどうぞ☆

①水圧と浮力の違いのイメージ

それでは浮力の説明を始めよう。何度も言うけど、「浮力」と「水圧」を混ぜないようにね!

まず動画で2つの力を見てみよう。

だいたいのイメージをつかんでね!


 


なるほど。「水圧」は全方向にはたらくけど、「浮力」は上向きなのかな!?

そうそう!すごいぞ、ねこ吉!水圧」→「全方向」。「浮力」→「上向き」だね。

ほかにも違いはあるけど、まずはそのイメージをつかんでおいてね。

 

(さわにい動画撮影のセンスはいまいちやな…)

1 水圧        浮力
袋にかかる水圧     浮力

② 浮力とは

水圧」は全方向、「浮力」は上向きというイメージはOKかな?
それでは浮力について詳しく説明していくよ!
浮力… 水中にある物体が受ける、上向きの力のこと。

なんだ。 浮力


うん。なんとなくわかるよ。ねえ先生、なぜ浮力が発生するの?
それは水圧」が関係しているんだよ。
前のページで学んだ、水圧の図を見てみよう。
水圧と浮力の関係
深い位置にあるほど、水圧(青矢印)は大きくなるよね。(向きに関係なく)

ここで、左右の水圧を比べてみよう。
左右の水圧は引き分け
左右の水圧は等しくなっているね。つまり左右の水圧はプラスマイナスで0になるんだ。

次に上下の水圧を比べるよ。
上下の水圧は下から上が大きい
上下で比べると、下から上への水圧のほうが大きいね。つまり上下の水圧を合計すると、上向きの力が発生することになるんだ。
浮力が発生
この上向きの力を「浮力」というんだよ。
全方向からはたらく「水圧」から上向きの力の「浮力」が発生するなんておもしろいね!

③浮力の大きさ

なぜ浮力が発生するかはわかったかな?では次は浮力の大きさについて説明するよ。

そんなの簡単。浮力は深いほど大きいんでしょ?
ねこ吉!その考えは絶対にやめてね!
え?違うの?

違うんだ。深いほど大きくなるのは「水圧」だよ。浮力」は深さとは関係ないんだ。
物体をゆっくり沈めたときの水圧②
上の図を見てごらん。「浅い」「中くらい」「深い」3つの場所で、下からの水圧上からの水圧をしてごらん。
浅い   300100200
中くらい 500300200
深い   700-500200
お!差が全部200だね。つまり浮力はどの深さでも200で等しいね!

そう。「浮力は深くなっても変化しない」んだ。これも水圧との大切な違いなんだよ。

一度ここまでのことを整理するね。

水圧

全方向からはたらく。袋にかかる水圧
深いほど大きくなる。

浮力

上向きにはたらく。浮力
深くなっても変化しない。

だよね。


先生。浮力が深さに関係しないのはわかったけど、浮力はどうなると大きくなるの?

浮力はね。水に沈んでいる部分の体積【cmが増えると大きくなるんだよ。

浮力は水に沈んでいる部分の体積が増えると大きくなる


浮力の増加

図を見てごらん。

緑色の部分が水に沈んでいる体積だよ。①は水に入っている部分が無いから浮力は0Nだね。

②~⑤にかけては、水中にある体積が増えていっているため、浮力が増加しているね。

⑤~⑦は、もうすべて水中に使っているので、これ以上深くしても浮力に変化はないね。

このように浮力は、水中にある体積によって決まるんだよ。


④浮力の計算と公式

浮力の大きさは水中の体積で決まるんだね。だけど、計算はどのようにするの?
浮力の計算にも公式があるんだ。
浮力=物体にかかる重力(空気中のばねばかりの値)-物体を水中に入れたときのばねばかりの値
というものだよ。
なんか覚えにくいな…。
たしかにね。でもとっても簡単なんだよ!

質量500gの物体をばねばかりに吊るしたとするよ。このとき、物体にかかる重力5Nだね。
(わからない人は下のボタンから勉強してきてね。)
ばねばかり5N
物体にかかる重力が5Nだから、ばねばかりの値も当然5Nを示すね。
こわれてなければね。

ではここで、物体を少し水に沈めてみよう。その結果ばねばかりが4Nを示したとするよ。

物体にかかる重力は5N。だけどばねばかりの値が4Nを示すということは、浮力の公式を使って、
物体にかかる重力(空気中のばねばかりの値)物体を水中に入れたときのばねばかりの値浮力
つまり 
このときの浮力1Nだね。

次に物体をすべて水中に沈めてみよう。その結果ばねばかりが2Nを示したとするよ。
ばねばかり2N

物体にかかる重力は5N。だけどばねばかりの値がを示すということは、浮力の公式を使って、
物体にかかる重力(空気中のばねばかりの値)物体を水中に入れたときのばねばかりの値浮力
つまり 
このときの浮力3Nだね。

⑤まとめ

浮力の計算はOKかな?

それではこのページの内容をまとめるね。

繰り返しになるけど、水圧と浮力を混ぜないようにね!


水圧

全方向からはたらく。袋にかかる水圧
深いほど大きくなる。

浮力

上向きにはたらく。浮力
深くなっても変化しない。
物体が水中に沈んでいる体積が大きいほど大きくなる。
浮力=物体にかかる重力(空気中のばねばかりの値)-物体を水中に入れたときのばねばかりの値


 

となるね。このページと前の「水圧」のページを何度も読んで、水圧と浮力の間違いがないようにしてね!


これで浮力の学習を終わるよ。

次のページは気圧(大気圧)の説明だよ。

①からこのサイトを見ている人は、力の勉強の最後だよ!

 

その人めちゃがんばってるな。
さわにい先生もがんばれー
ありがと。そんじゃまたね!
続けて学習するには下のリンクを使ってね!

みんなにもこのページを紹介するには↓のボタンから☆
おすすめしてくれると嬉しいです!