10 15 発展 Science Press 浮力と密度 物体を水に入れると, 水が押しのけられる。 水中の物体には, その物体が押しのけた水には たらく重力と同じ大きさの浮力が加わる。 これ を, アルキメデスの原理という。 げんり 1 体積 100cm²の木と金属が水に浮くかどうか, アルキメデスの原理で考えてみよう。 図のよう な木と金属を水に入れると, 体積 100cm²の 水が押しのけられる。 このときの浮力や重力の 大きさを知るには, 密度を考える必要がある。 それぞれの密度や質量、 重力, 浮力は表のよう になる。 体積100cm²のときの重力と浮力の関係 物体 密度 2 重力 浮力 木(ケヤキ) 0.7g/cm3 70 g 0.7 N <1.0 N 水 1.0 g/cm³ 100 g 1.0 N 金属 (AI) 2.7 g/cm³ 270 g 2.7 N >1.0 N ★2: 木と金属は20℃, 水は4℃のときの値 物体が浮くかどうか 密度を比べるとわかるのは, アルキメデスの原理と 深く関係しているよ。 浮力と重力の関係を見てみよう。 水に浮かぶ 木の浮力は重力より大きく, 水に沈む金属の浮 力は重力より小さいことがわかる。 また、密度の大きさを比べてみよう。 水に浮 かぶ木の密度は水よりも小さく, 水に沈む金属 の密度は水よりも大きいことがわかる。 このように、物体が浮くかどうかは, 浮力と 重力の関係だけではなく, 密度を比べることで も確かめられる。 ★1: ギリシャの科学者で数学者のアルキメデス (紀元前287~前212) が発見した。 浮力>重力 押しのけ られた水 重力 1.0N 木 浮力 1.0 N 重力 0.7 N 浮力 <重力 浮力 1.0 N 金属 重力 2.7N 物理