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真空状態

2007/10/12 23:43

この文章で解るかどうか微妙ですが・・・ある密閉容器内に球形の物体（アルミ製穴あきゴルフボールみたいなもの）は入ってる状態の所に水を吸い込ませて、その容器内に入れた時、球形の物体は水の浮力で浮くのでしょうか？書いてる内容が解り難いかもしてませんが宜しくお願いします。

w19731002
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物理学
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Tori_30
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2007/10/12 23:51 回答No.1

浮くと思うよ。気圧が０でも重力があるから。重力がある限り、水圧が発生する。それなら上と下の水圧の差で浮力が生じる。つまり比重が軽ければ浮くって事。ただ、水に対して上向きの力が常に掛かるなら沈む（？というか、”下に向かって浮く”）。質問文を読む限りでは、気圧を０にするって事で、上向きの力を別に掛けるって事ではないと思うから、上に向かって浮くと思うけど。

質問者

補足 2007/10/13 13:34

文章ではなかなか説明しにくいのですが・・・水の入った容器(バケツ）と密閉されてる容器（ピンポン玉に穴が空いて言うようなものだけ入ってます）があり、密閉されてる容器には 2箇所管が付いており、一方は水の入った容器に入り（みずの中）片一方は真空ポンプのラインにつながっています。真空ポンプで減圧されると、密閉容器内が負圧になり　その結果、水の入ってる容器の水が密閉容器内に入り込みます。このような状態になった時、密閉容器内のピンポン玉は水の浮力で浮き上がるのでしょうか？と言うことなのですが、解りますか？

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apple-man
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2007/10/14 01:45 回答No.8

＞真空ポンプで減圧されると、密閉容器内が負圧になり　その結果、水の入ってる容器の水が密閉容器内に入り込みます。　穴が開いていれば、それだけで水が入りそうですが、ポンプで引かないと水は入ってこないという原理でしょうか？　浮力の原理は、アルキメデスの原理と言われていて、押しのけている水の質量だけの浮く力が生じます。　水の質量はおおよそ、１立法センチあたり１グラムで、アルミならおおよそ２．７グラムですから、アルミそのものは水に浮くほどの浮力は生じません。（参考）ただし、水の表面なら、表面張力という力が生じるので、うまくやると１円硬貨など水に浮く場合があります。＞内部は空洞になっていますが、ピンポン玉みたいに中に空気が詰まってる訳でなく穴が開いてる状態になってます。＞水に浮かべると浮く重量です。　空気が入っているわけでなくても、水またはそれ以上の比重のものは入っていない（例えば真空）状態で浮いていて、そこに水が入れば、その球は浮きません。　鉄だって、船のような形にして、水が入ってこない部分（そこは空気があっても、真空でもいいです。）を作っておいてやれば、沈みませんが、浸水すれば沈没するわけですから、その原理と同じです。　★空気が入っているかどうかでなく、水が入らない空間があるかどうかです。比重＝重さ÷体積が１グラム／立法センチ以下なら水の中で浮くんです。アルミは１立法メートルあたり２．７グラムと重さが決まっているので、水が入ってこない空間（この空間は空気ありでも真空でもいいんです）を増やして、２．７グラム全体の体積が、２．７立方センチ以上になれば、浮力で浮くんです。　　

質問者

お礼 2007/10/14 08:56

ありがとうございました。とても参考になりました。

First_Noel
ベストアンサー率31% (508/1597)

2007/10/13 22:18 回答No.7

真空ポンプや真空は考えないで，単に， ■バケツに水が入っている． ■その水の中に，中に水の詰まったピンポン玉がある．と言う風に単純化できませんか？上記のように単純化できるとすれば，ピンポン玉の中には水が入っているので，それは浮力には貢献しない，即ち，浮くかどうかの決め手は，ピンポン玉の材質の密度，です．この密度が水の密度より小さければ，浮くでしょう．但し，球殻の体積は小さいでしょうから，浮力も小さいと思われます．

質問者

お礼 2007/10/14 08:57

ありがとうございました。とても、参考になりました。

BookerL
ベストアンサー率52% (599/1132)

2007/10/13 17:42 回答No.6

#3 で答えたものです。補足をいただき、次のようなことかと想像します。関係する物体は ○水の入ったバケツ ○２カ所に管のついた密閉容器 ○ピンポン球（ゴルフボール？）のようなもので、穴があいているで、 ○ピンポン球のようなものは密閉容器に入っている ○密閉容器からつながる管は、一方がバケツの水につかっており、もう一方が真空ポンプにつながっているこの状態で、真空ポンプを働かせると ○密閉容器に水が入ってくる ○密閉容器中のピンポン球の中にも穴から水が入ってくるそこで、 ○密閉容器中のピンポン球は、密閉容器中に入ってきた水に浮くかどうかということでしょうか。もし、以上の解釈で正しければ、回答は「情報不足で回答できません」ピンポン球（ゴルフボール？）の材質・密度、あるいは重量ピンポン球（ゴルフボール？）の形状　　－－ピンポン球のように薄い殻で、その殻に何カ所か穴のあいているようなもの？　　－－ゴルフボールのように中身が詰まっており、そこに何らかの穴があいているようなもの？そもそもどうしてこの疑問に至ったのか、ということが何かあれば、もう少しわかることがあるかも。

質問者

補足 2007/10/13 20:59

ピポン球（ゴルフボール？）の材質・密度、あるいは重量ピンポン球（ゴルフボール？）の形状上記内容の補足です。形状は球形に近い状態で材質は恐らくアルミ？と思われます。内部は空洞になっていますが、ピンポン玉みたいに中に空気が詰まってる訳でなく穴が開いてる状態になってます。水に浮かべると浮く重量です。これでご理解いただけたら宜しいのですが・・・。

outerlimit
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2007/10/13 16:00 回答No.5

容器が3個あるのですか A:水の入った容器 B:小孔が二つある容器(孔以外は密閉）、孔の片方はAの水中にパイプで接続されている、孔の他方は真空ポンプに接続されている C:ピンポン玉　Bの内部にある真空ポンプを作動させ、水がB内に入ってきた時　CはB内の水中で浮くか沈むかですかこの問題には　余計な前提は不用です　単に　Bに水を入れたとき　Cがどうなるかだけのことです（真空ポンプで吸引しても、その分だけ水が入ってきますから）条件が不十分です Cの見かけ比重が不明　これが判らなければ回答できない（水より重ければ沈む、軽ければ浮く）本質に関わり無い、如何でも良い条件に目をくらまされているだけの要に思います

outerlimit
ベストアンサー率26% (993/3718)

2007/10/13 10:12 回答No.4

水の入った容器は、いくら吸引しても真空にはなりません状況をもう少し、判りやすく書いてください真空は関係するのか密閉容器の内部を真空状態にするのか/水を充填するのかその物体は、内部に何かを閉じ込めているのか、殻だけで内外の物質移動に制約は無いのか少なくとも　真空と水の存在は両立しません　（微量の気体の水ならばありえます) なんとなく　真空と無重量状態を混同しているような・・・

質問者

補足 2007/10/13 13:16

BookerL
ベストアンサー率52% (599/1132)

2007/10/13 09:53 回答No.3

> この文章で解るかどうか私にはわかりませんでした。 > 球形の物体（アルミ製穴あきゴルフボールみたいなもの）どんな物体かイメージしにくいのですが、「ゴルフボールみたい」とは、大きさのことでしょうか、それとも穴のあき方がゴルフボールのように表面に浅くへこんでいるようだ、ということでしょうか。 > 水を吸い込ませてというのは、物体にあいた穴に水が入る、ということでしょうか。とすると、ゴルフボールの表面のへこみのような穴ではないわけですね。とすると、どんな穴をイメージしたらよいのでしょう。スポンジみたいな細かい穴でしょうか。 > 球形の物体は水の浮力で浮くのでしょうか？この「水の浮力」の水は、「吸い込ませ」た水とは別に、密閉容器にはいっているのでしょうか。また、本文中には真空については何も記載がありませんが、表題に「真空状態」とあります。この密閉容器が真空にしてあるということでしょうか。

質問者

補足 2007/10/13 13:24

Meowth
ベストアンサー率35% (130/362)

2007/10/13 08:35 回答No.2

＞アルミ製穴あきゴルフボールみたいなもの）は入ってる状態の所に水を吸い込ませて球の平均密度が密度が水＋アルミになって、水より大きくなるので沈みます。解り難い　→　　　ある密閉容器内ってどういう仮定かわかりません。

質問者

真空状態