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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?

2002/05/04 13:29

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。

noname#3089

科学
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Bong
ベストアンサー率35% (103/288)

2002/05/04 18:41 回答No.7

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。

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wolv
ベストアンサー率37% (376/1001)

2002/05/05 02:05 回答No.8

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．

質問者

お礼 2002/05/05 13:56

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☆

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nozomi500
ベストアンサー率15% (594/3954)

2002/05/04 15:04 回答No.6

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）

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