大型船ってどうして浮くの？

質問

小学生以下の質問ですが、ボートが浮くのはわかるんです。水より軽いから。鉄の塊だったら沈みますよね。鉄で船の模型を造っても沈みますよね。じゃあ、どうして何万トンもある大型船は沈まないのですか。そういう装置みたいなものがついてるんですか？結構ずっと前から気になっていたのですが、恥ずかしくて聞けませんでした。（カテゴリがあってるかどうかも微妙）どうか教えて下さい。

回答No.3

okztosh · ベストアンサー

>鉄で船の模型を造っても沈みますよね。

　そんなことありませんよ。本物の船と同じように、中が空洞であれば浮きます。大きさに関係はありません。
　要は密度の問題です。

　たとえば、直径10cmの鉄球があったとします。中身がすべて鉄であれば、同じ直径10cmの水の球体より重くなります。この場合、鉄球は水より重いので沈みます。
　しかし、同じ直径10cmの球体であっても、中身が空洞になっていれば…重さが違いますよね？　そして、それが同じ直径10cmの水の球体より軽くなれば…外側が鉄であっても浮きます。

　同じ体積（大きさ）で水より軽いものは浮くし、同じ体積で水より重いものは沈みます。
　鉄で船の模型を作っても、その模型と同じ体積の水の固まりよりも重ければ沈みます。一方、（中身を空洞にするとかして）同じ体積の水の固まりより軽ければ浮きます。

　大型船の場合も、中身が空洞（実際には空気や積載物がある）になっていて、同じ体積（大きさ）の水の固まりよりはずっと軽いのです。だから浮きます。
　なぜ重い大型船が浮くの？ということだと思いますが、（同じ大きさの）水よりはずっと軽いのです。

　実験です。お風呂に入ったときに、洗面器をお風呂に浮かべてください。洗面器の中がからっぽなら、洗面器は浮きますよね。洗面器の中が空気で満たされている場合、同じ体積の水よりずっと軽いからです。ところが洗面器の中に水を入れるとどんどん水面と同じ高さになると思います。洗面器が水で満たされれば、同じ体積の水とほぼ同じ重さになるからです。そして、水より重いものを中に入れると…同じ体積の水より洗面器の方が重くなるので…沈みます。
　大型船も、同じ体積の水より重い荷物を積めば、みずより重くなるので沈没します。

　なお、水より軽いものを水に入れたとき、それが水圧によって浮かび上がろうとする力を浮力と呼びます。

お礼

すごくわかりやすく説明していだたきありがとうございます。なるほど、同じ大きさの水との関係なのですね。私は単純にその船自体の重量のことばかり思ってましたから、何でかな～とずっと思っていたのです。納得しました。

回答No.5

ohirune_neko

「なんで鉄のかたまりの飛行機が飛ぶの？」と次に聞かれそうですね^^;

鉄の模型を作られたそうですが、その模型の縮尺はあっていたのでしょうか？
‘鉄の船体’というと重たそうに感じますが、模型サイズにすると、とても薄いものになると思います。
前述の飛行機もそうです。実際には軽い材料を使っており、忠実な模型なら紙飛行機よりも軽くなると聞いた覚えがあります。

あとは皆さんおっしゃっている、浮力によるものですね。押しのけようとする水の力は、なかなかすごいですよ^-^

お礼

飛行機が飛ぶのは、空を飛べるほど大きいジェットエンジンがついてるから（笑）理解できるんですよ。
でも皆さんの回答をみて理解できました。くだらない質問に答えていただきありがとうございました。

回答No.4

les-min

こんにちは。。

　一度体験してみては？
　お風呂に入られたら、プラスチック製でもなんでもいいですから、おけを湯船に浮かべて傾けないように上から押してみてください。おけのふちを水面ぎりぎりまで沈めたら、結構抵抗があると思います。それが、おけ＋貴方の力で水を押しのけた体積に対する「浮力」なわけです。
　鉄製で、たくさんの人や荷物を積み、大きな建物やクレーンが付いてる大型船も、この浮力で浮かんでいる、ということです。

お礼

回答ありがとうございます。下らない質問に、皆さんわかりやすく説明して下さってすみません。結局同じ体積の水との関係なのですね。

回答No.2

rmz1002

簡単に言うと「船全体の比重が水より軽いから」です。

水の浮力というのは「水を押しのけた『体積』」で決まります。
この「押しのけた体積分の重量」より軽ければ水に浮きます。

ところが船は鉄でできていても「中身のかなりの部分が何もない空間」でできているため「体積は大きいが、それに対する重さは思っているより軽い」のです。
ですので浮きます。

お礼

回答ありがとうございます。
船＝鉄の塊と考えたのが間違いの原因だったのですね。
大きい船は中はかなりの空間があるということですね。

回答No.1

hijyousyudan

中身が入っていないスチール缶なら、
水に浮きますよね。
それと同じ原理です。

水に物を入れると浮力が発生します。
これは体積が大きければ大きいほど、
大きな力になります。
そして水に入れた物が、
その力を超えない重量であれば水に浮くことになります。

お礼

回答ありがとうございます。本当に下らない質問ですみません。なかに空洞があれば浮くのですね。そりゃそうですよね。つまり大型船の中には使えない空間がたくさんあるってことですよね。物を積むと重くなっちゃうし。