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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:浮力の導き方についての質問です(水の密度ρ、直方体(水以外の物質)の面)
直方体の浮力についての疑問
このQ&Aのポイント
- 水の密度ρ、直方体(水以外の物質)の面積S、重力加速度g、大気圧poを考慮して、直方体の浮力を求める方法についての疑問です。
- 直方体の上面には下向きに大気圧poS+ρLSgがかかるのに対して、下面には上向きにpoS+ρ(L+h)Sgがかかる現象についての疑問です。
- また、直方体が水であれば浮力は働かないはずですが、このような説明方法で理解できるかどうかも知りたいです。
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noname#185706
回答No.1
>大気圧が水面に下向きにはたらいてるのに、直方体の下面には上向きにかかっていること 水中の深さ x での圧力は p0 + ρ g x で、その圧力は等方的(どの方向にも同じ)ですから、圧力がかかる面がどちら向きであるかは関係ありません。また、大気圧は水面には働いていますが、水中の直方体に直接働いているのではありません。 >直方体は水以外の物質としてるのに、なぜかρhSg(直方体を水としたときの圧力)がかかっていること 直方体に外部から働く力を考えているのですから、その深さでの水中の圧力(上記)が使われています。 >仮にこの直方体が水だったとしたら、浮力は働かないはずなんですけど、このようなやり方で説明するにはどうすればいいですか? 水から直方体に働く力は、上向きに {po S + ρ (L + h) S g} - (po S + ρ L S g) = ρ h S g 。 これが浮力です。 「水の」直方体に働く重力は、下向きに ρ h S g 。 浮力と重力は大きさが等しく、向きが反対なので、水の直方体に働く合力は零です。
お礼
ありがとうございます! おかげで頭の中のハテナ?がきえました\(^_^)/