舟と水(海水じゃない)の接する面積をいくつにすれば舟は浮く?

質問

舟の重さ30kgの場合。

＞また、ちょっとした質問なんですけど、舟の重さ30kgなら、浮力は30kgで、体積は30cm3にすれば浮きますよね？

ご回答、簡単にお願いします。

回答No.7

Bong · ベストアンサー

大学で造船学を学んでいたものです。

船は、それ自体の重さを浮力で支えることにより水に浮いています。
アルキメデスの原理で、浮力の大きさ＝物が押しのけた水の重さ、となります。
つまり、重さが30kgの船の場合、30kg分の水(=30リットル=30,000cm^3)を押しのけます。船の大きさがこれより小さいと船は沈みます。これには、船の形・表面積は関係ありません。
これだけじゃわかりにくいと思いますので、実例を挙げて説明しましょう。
ここでは、水の密度は1cm^3あたり1gとします。(実際には淡水ではこれよりごくわずか軽く、海水ではおよそ2.5%重くなります)
自重100g、10cm*10cm*10cmの箱があったとします。これを空のまま淡水に浮かべると、100g分の水を押しのけて、深さ1cmまで沈みます。
この箱に200gのおもりを入れると、この箱はその重さで2cm余計に沈み、水面は箱の底から3cmのところに来ます。
おもりの重さを900gにすると、箱の自重と合わせて1000gとなり、箱はギリギリのところまで水に浸かります。この状態から少しでも箱の中に水が入ると、その水が箱の重さに加わるため、箱は沈んでしまいます。
船というのは実際は川や海を走らなければなりません。船の縁が水面ギリギリのところにあると、波が入ったり、船が揺れたときに水が入ったりして沈んでしまいますので、ある程度のマージンを取ってあります。

結論をまとめると、船の形、表面積に関係なく、30cm^3の体積があれば水に浮きます。しかし、これだけでは船として危険なので、ある程度のマージンを取らないと実用には耐えられません。

30kgという例をみると、カヌーか何かについて話をしていらっしゃったのでしょうか？あのような小さな舟は、特にマージンを大きく取らないとまともに使えるものにはなりません。

うまく説明できた自信がないので、必要とあらば補足質問をお願いします。

回答No.8

wolv

浮力は面積は関係ありません．念のため．
おしのけた水の体積と同じぶんだけの浮力をうけます．

「舟の重さ30kgなら、浮力は30kgで、」浮きます．この点は正解です．

水の1kgは，1 L = 1000 cc = 1000 cm^3
ですよね．

そうすると，30kgの水は 30 000 cm^3 なので，
舟を浮かべたときに，押しのける水の量が 3万cm^3になるようにすれば浮きます．

お礼

あなたのも分かりやすかったです、ありがとうございます☆

回答No.6

nozomi500

5の回答は「４℃の水が一番重い」ということから、通常の水であればそれより軽い（したがって船のほうが重い）、ということですね。
ただ、「海水じゃない」けれど、「真水」とも書いていないから、このへんは出題者の意図からどうかな？（ソルトレイクの水は「湖水」であって「海水じゃない」）

まあ、「水の密度は1ｇ/ｃｍ3」であるという仮定のもとで。

潜水艦であれば、面積に関係なく、体積が一定であれば、「重さ」だけの問題。
開放型の船であれば、喫水線が水面と同じでは水が入って沈みますね。（1円玉みたいに表面張力で水が止まることを考えなければ）

回答No.5

nubou

暇だったので調べてみました
船は体積３００００［ｃｍ＾３］であれば沈みます
水の密度は温度０から３０［℃］で０．９９・・・［ｇ／ｃｍ＾３］なのです

参考URL：

http://homepage2.nifty.com/osaka-kansai/d/program/mitudo.htm

回答No.4

nubou

よく見ると海水じゃないんだね
じゃー微妙だね
水の密度は１［ｇ／ｃｍ＾３］程度だから沈むか浮くかは正確な密度が分からないといけないね
温度と水の密度の対比をしてください
水が船内に入らないのなら面積は関係ないよ

回答No.3

nubou

船の体積が３００００ｃｍ＾３でぎりぎり浮きます
海水は水より比重が大きいので少し船の縁が海面より高くなります
しかし海水が船内に入らないようにしないといけないですね

回答No.2

ikkyu3

簡単にアドバイスします。水30cm3の重さは、どのくらいですか。

お礼

え・・？30gかな・・？

回答No.1

noname#2748

これって答えられない質問ですね。水面下になる部分の形状によって体積と面積の比率が変わってきてしまいますから、形状の指定がない限り回答不能と思われます。

補足

えっと・・凹凸もなくまったいらです！