水、食塩水、灯油の上に物体を浮かせるたとき。

質問

水、食塩水、灯油を重い順に並べると
水＝食塩水＞灯油となりますよね？

また、それぞれに同じ重量の物を浮かべたとき、物体が浮く順に並べると
食塩水＞水＞灯油
となりますよね？

液体の重さと、液体に物体を浮かべた際の浮く順番って、何か関係性ってありますか？

液体が軽いと物を浮かせる力 が弱いのですか？

回答No.1

noname#212313 · ベストアンサー

> 水、食塩水、灯油を重い順に並べると、水＝食塩水＞灯油となりますよね？

　単なる誤記と思いますが、「食塩水＞水＞灯油」ですね。

> また、それぞれに同じ重量の物を浮かべたとき、物体が浮く順に並べると、食塩水＞水＞灯油となりますよね？

　その通りです。プールで泳ぐときより、海で泳ぐときのほうが体が浮きやすかったりしますね。

> 液体の重さと、液体に物体を浮かべた際の浮く順番って、何か関係性ってありますか？

　あります。

> 液体が軽いと物を浮かせる力 が弱いのですか？

　その通りです。「アルキメデスの原理」がよく知られています。「流体中の物体は、物体が押しのけている流体の重さと同じ大きさの浮力を受ける」というものです。

　例えば、体積が500mLのペットボトルを完全に沈めたときを考えてみます（手で押し込んで無理矢理沈めたと考えてみる）。ペットボトルが押しのけるのは、食塩水でも、水でも、灯油でも、500mLになりますね。

　水の500mLは灯油の500mLより重いですから、灯油より水のほうがペットボトルが浮き上がろうとする力（浮力）は強くなります。

　同様に、食塩水の500mLは水の500mLより重いですから、水より食塩水のほうがペットボトルが浮き上がろうとする力は強くなります。

　模型の船を浮かべる場合を考えてみます。水に船を静かに浮かべると、船はある程度沈み込んでから止まります。船が沈み込むに従って押しのける水の量が増え、押しのけた水の重さと船の重さが釣り合ったところで止まります。

　食塩水だと、水より重いですから、水のときより浅く沈み込んだところで押しのけた食塩水と船の重さが釣り合います。灯油だと逆になります。

お礼

おかげさまで理解できました。
お忙しい中、答えてくださってありがとうございました。

回答No.3

nananotanu

浮力はその物体が排除した液体の質量に掛かる重力分だけ生じます(釣り合いの図を描けば一目瞭然)。

密度が大きいほど同じ質量を得るのに体積が少なくてすみますから、排除すべき体積、即ち沈む量が少なくてすみます。

お礼

簡潔でわかりやすかったです。
お忙しい中、ご回答くださりありがとうございました。

回答No.2

bran111

この問題は中学、高校の教育上の仮定と物理的実態との間の齟齬を示している。まずは下記参照。
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1229469762

中学。高校では水＝食塩水

実態は食塩水は濃度とともに重くなる（密度が大きくなる）。

アルキメデスの原理は「液体中の固体は排除した液体の重量だけ軽くなる」

排除した液体の容積Vが一定なら液体の密度ρが大きいほど浮力Fが大きい。

　　F=ρgV

gは重力定数。

お礼

URLまでのせていただきありがとうございました。
おかげで理解できました。